能為人的眼睛感受并產(chǎn)生視覺的電磁波稱為可見光,人眼視覺的特征之一是對(duì)顏色有感覺.不同波長(zhǎng)的可見光引起人的不同顏色感覺.在光亮的條件下,顏色視覺正常的人能看到可見光的各種顏色(括號(hào)內(nèi)為對(duì)應(yīng)光的波長(zhǎng))是:紅色(622 nm~770 nm)、橙色(597 nm~622 nm)#65380;黃色(577 nm~597 nm)#65380;綠色(492 nm~577 nm)#65380;藍(lán)靛色(455 nm~492 nm)和紫色(390 nm~455 nm).人眼還能在上述兩個(gè)相鄰顏色范圍的過渡區(qū)看到各種中間顏色,我們常把這些中間顏色稱為黃綠、藍(lán)綠等.此外,還有些難以說出名字的顏色.
顏色可分為非彩色和彩色兩大類.非彩色指白色、黑色和各種深淺不同的灰色,它們可以排成一個(gè)系列,由純白色漸漸到淺灰、中灰、深灰,直到純黑.非彩色在視覺上僅有明度(相當(dāng)于光亮度)的變化.越接近白色,明度越高,反之,越接近黑色,明度越低.彩色有三種特性,即明度、色調(diào)(彩色彼此相互區(qū)分的特性)和飽和度(彩色的純潔性).
格拉斯曼顏色混合定律告訴我們,一定亮度的紅光(R)#65380;綠光(G)和藍(lán)光(B)混合后可以產(chǎn)生白光(W),若以數(shù)學(xué)形式表示它,為1 lm(W)=0.30 lm(R)+0.59 lm(G)+0.11 lm(B),式中l(wèi)m(流明)為光通量單位,它的大小表示光的強(qiáng)弱.上式稱為視覺三原色原理.
R#65380;G#65380;B三色是線性無關(guān)的,即它們中任何一個(gè)不能由其余兩個(gè)相加混合出來,稱R#65380;G#65380;B三色為三原色(或三基色).用三原色合成其他顏色有兩種方法,即以R、G、B三原色中的兩種以上色光按一定比例混合,產(chǎn)生其他彩色稱為加色法;從白光中減去其中一種或兩種原色光而產(chǎn)生的彩色稱為減色法.例如,加色法:
R+G=Y(黃),B+R=M(品紅),G+B=C(青).
減色法:
Y=W-B,M=W-G,C=W-R.
Y+M=W-B-G=R,
Y+C=W-B-R=G,
M+C=W-G-R=B,
Y+M+C=W-B-G-R=BL.
我們可用三原色示意圖表示加色法(如圖1)和減色法(如圖2),圖2中符號(hào)BL表示黑色.
電視機(jī)的彩色是建立在上述三原色原理基礎(chǔ)上的,而且它的彩色是采用加色法產(chǎn)生的.現(xiàn)在我們進(jìn)一步問,電視機(jī)的彩色影像究竟采用何種具體方法實(shí)現(xiàn)的呢?原來彩色電視機(jī)采用的顯像管是三色顯像管,在它的熒光屏上涂有上百萬個(gè)能發(fā)出紅、綠、藍(lán)光的熒光粉點(diǎn),這些熒光粉點(diǎn)交錯(cuò)地排列,布滿整個(gè)熒光屏.這些熒光粉小點(diǎn)(紅、綠、藍(lán)三個(gè)熒光粉點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)像素)在顯像管內(nèi)電子槍發(fā)射的三束電子掃描(在外加磁場(chǎng)控制下,從電視機(jī)熒光屏上由上到下依次逐行掃描)照射下,把紅、綠、藍(lán)三幅單色影像同時(shí)顯示在電視機(jī)屏幕上,從而合成一幅彩色圖像.熒光粉點(diǎn)的亮度與電子束強(qiáng)度成正比,而電子束的強(qiáng)度是隨著接收到的電視圖像信號(hào)的強(qiáng)度變化的.
電視機(jī)是英國(guó)科學(xué)家貝爾德發(fā)明的,他在1925年1月27日展示了一臺(tái)非常簡(jiǎn)陋的機(jī)械式掃描電視設(shè)備.他后來選用陰極射線顯像管來呈現(xiàn)圖像,管中的電子槍可發(fā)出很細(xì)的電子束,顯像管屏幕涂有的熒光粉在電子束照射下發(fā)出光亮,根據(jù)電子束強(qiáng)弱,產(chǎn)生的圖像呈黑色、灰色和白色.他組織了一個(gè)電視公司,于1929年第一次播送BBC電視節(jié)目.貝爾德發(fā)明電視機(jī)與他善于思考和聯(lián)想有很大的關(guān)系.當(dāng)年他想到既然馬可尼能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離發(fā)射并接收無線電波,從而發(fā)明了無線電,那么遠(yuǎn)距離傳送圖像也是可能的.在他的不懈努力下,理想終于成為現(xiàn)實(shí),貝爾德被后人稱為“電視之父”.
責(zé)任編輯 蔡華杰
中學(xué)生數(shù)理化·八年級(jí)物理人教版2008年9期