可見光譜

Posted on 2009/08/29 in 物理, 電磁學, 電磁感應 with 尚無留言 100,744 views

可見光譜 (Visible spectrum)
臺中縣縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

可見光譜指的是電磁波段在人眼睛可以看到的波段 (380-750 nm)，對應到的頻率為790-400 兆赫（tera hertz，簡稱為THz）。對人眼而言，最敏感的波長為555 nm，對應到的頻率為540 兆赫，屬於綠光的波段。

上圖為我們利用稜鏡把白光色散開，形成顏色的光譜。類似的情形可以在虹與霓、肥皂泡膜中看見類似的色散(dispersion)現象。

上圖為牛頓在1704年寫的一本書Opticks中，率先揭示白光是由各種色光所組成。

藉由牛頓的稜鏡實驗，我們可以得知白光的頻率並非單一值，而是一個波段，因為各種色光的頻率與在稜鏡中的速度並不相同，因此藉由通過稜鏡可以使各色光散開的原理稱為色散。

把白光分波段並不是一個精確的作法，因為各色光之間其實並沒有明顯的界線，但我們還是可以大約的分成幾個波段：
1.紫光(violet)，波長 380–450 nm，頻率668–789 THz。
2.藍光(blue)，波長450–495 nm，頻率606–668 THz。
3.綠光(green)，波長495–570 nm，頻率526–606 THz。
4.黃光(yellow)，波長570–590 nm，頻率508–526 THz。
5.橘光(orange)，波長590–620 nm，頻率484–508 THz。
6.紅光(red)，波長620–750 nm，頻率400–484 THz。

1931年在澳洲舉辦的國際照明委員會(International Commission on Illumination ，通常簡稱為CIE，法文為 Commission internationale de l’eclairage)利用一個類似蝴蝶翅膀的二維座標，把三原色（紅R約 650 nm、綠G約 550nm、藍B約 450nm）當成是三個座標的組合：
X=0.490R+0.310G+0.200B
Y=0.177R+0.812G+0.011B
Z= 0.010G+0.990B

因此，經由色度座標即可定量組合出所有的顏色。在實務操作上，我們藉由控制紅綠藍(RGB)三原色的量混出全域的顏色，例如：彩色顯示器（螢幕、電視…等）也是利用三原色製造出其他顏色。如果將三原色等量混合，則可製造出白光的效果。