Ответить
Евгений Комов
июнь 2015.
5618

Как с точки зрения волновой оптики объясняется тот факт, что существует три основных цвета, из которых можно получить все остальные?

ИскусствоФизикаИскусство и культураНаука
Ответить
Комментировать
0
Подписаться
32
2 ответа
Поделиться

Каждый "цвет" - это фотон определенной энергии. Так как существуют фотоны всех возможных положительных энергий, то количество цветов не только больше трех, оно вообще несчетно(их невозможно "пересчитать" сопоставив каждому "цвету" натуральное число). Если рассматривать волновую оптику, то энергия фотона зависит от длины волны обратно пропорционально. А существование трех основных цветов вызвано только лишь наличием всего лишь трех типов цветовых рецепторов в глазу у человека. Каждый тип рецепторов воспринимает только длину волны своего диапазона: "фиолетово-синий" тип колбочек - 380 нм - 443 нм; "зелено-желтый" тип - 443 нм - 544 нм; "желто-красный" тип - 544 нм - 740 нм. Именно по этой же причины мы не видим "цвет" фотонов энергии в 12.32*10^-7 эВ - соответствует длине волны в 1 м.

Всё довольно просто, но это не затронет волновую оптику, а простейшую математику и биологию 8 класса. 

У человека есть глаза, которые, собственно, видят. В глазах есть сетчатка, которая состоит из колбочек и палочек (это прям крайне сильно упрощая). Нас интересует именно цветное зрение, то есть колбочки. Каждая колбочка чувствительна к определенным длинам волн. Не конкретной длине, а к некому диапазону.  То есть, когда вы утверждаете, что существуют 3 основных цвета - это ошибка. К ней вернемся позже. Давайте посчитаем сколько же длин волн воспринимает каждая отдельная колбочка(для удобства возьму числа из предыдущего ответа):

443-380=63
544-443=101
740-544=196

Все колбочки воспринимают свет одновременно, и выключиться не могут. Такая комбинация из 3-х длин и является одним конкретным цветом. Чтобы узнать количество таких комбинаций нужно просто перемножить все предыдущие ответы:
63*101*196=1247148
Итого, получилось 1247148 комбинаций длин волн, каждая из которых - отдельный цвет. А вы говорите про 3 цвета... 

Так откуда же возникла эта "ошибка"? 
Эксперименты с оптикой показали, что свет можно разложить на несколько цветов. Они же показали, что есть цвета, которые мы не воспринимаем - ультрафиолет и инфракрасный, и так далее вплоть до звуковых волн, рентгена. Не суть.
Тогда решили откинуть то, что не видим, и пойти от обратного - складывать цветные стекла, чтобы получить белый свет. Эксперименты показали, что, если взять определенные 2 цветных стекла, то сочетаясь, они дают 3-й цвет, который является результатом сложения двух предыдущих. Тогда добавили по 3-му стеклу. Часть из них рождало цвет, а часть не пропускала свет вообще. И тогда их осенило, что это - черный цвет. К тому же, цвет этих стекол невозможно было получить, смешивая другие 2 цвета. А значит их можно было использовать только в чистом виде,  и света они пропускали больше. Поэтому их назвали основными.  И да, такой же эффект был подмечен не только с цветными стеклами, но и со смешиванием красок, хотя цвета там были другие (подробнее - аддитивный и субтрактивный процессы в Википедии). 

Надеюсь, объяснил просто.