三色陀螺和彩色電視

周肇威

人的眼睛能夠區別一百多種不同的顏色，這些顏色幾乎都可以呈現在彩色電視機的屏幕上。但是如果你用放大鏡去仔細觀察彩色電視機的屏幕，你就會發現彩色屏幕上的發光點只能發出紅（R）、綠（G）、藍（B）3種色光。為什么彩色電視機屏幕上發出紅、綠、藍3種色光就能夠逼真地顯示出與被攝景物一樣的自然色彩呢？這可以用簡單的實驗來說明。

你也許已經做過3色陀螺的實驗，從這個小實驗中可以看到，調配3色板上紅、綠、藍3種色光的深淺和比例，就可以得到不同的色彩。由此可以設想，自然界中的各種色彩是不是都可以用紅、綠、藍3種色光按不同的比例混合而成呢？要想方便地說明這個問題，你只要將3色陀螺的小實驗稍加改動就可以了。

拿一個陀螺和3塊圓形硬紙板，在3塊圓形硬紙板上分別涂滿純紅、綠、藍3種顏色。按照上圖中的樣子，沿半徑剪開一個槽。把3個硬紙板套在陀螺上，并沿槽口交錯插進去成右邊圖的樣子，轉動3個硬紙板就可以調整陀螺上紅、綠、藍3種色光的比例。

先來研究紅光和藍光的混合。調整3個圓盤，使陀螺只露出兩部分比例相等的紅光和藍光。當陀螺快速旋轉的時候，由于人眼視覺暫留的作用，你將分辨不出各自的顏色，所看到的只是它們的混合光──紫光，即紅光＋藍光＝紫光。

用上述方法，你可以得到以下結果：

紅光＋綠光＝黃光；綠光＋藍光＝青光。

調整3個硬紙板，使露出的紅、綠、藍3個部分相等。當陀螺快速旋轉時，你看到的將是白色。即紅光＋綠光＋藍光＝白光。

任意改變陀螺上3種色光的比例，每改變一次，就讓陀螺快速旋轉一下，你便可以看到粉紅、橙紅、橙色、藍綠、黃綠、深紫等許多不同的色光。

由此可見，自然界中五彩繽紛的顏色都可以利用紅、綠、藍3種色光按不同的比例混合產生。因此紅、綠、藍3種色光稱為三原色。自然界中的各種顏色，都可以分解成紅、綠、藍3種基色光。我們喜愛的彩色電視機就是利用三原色來合成彩色的。

首先，電視臺的攝像機將被攝景物的色彩分解為紅、綠、藍3種色光，把被攝景物變成3幅紅、綠、藍三色圖像，并把這種三色的圖像轉換成為相應的電信號，由電視臺通過電磁波將這些電信號發射出去。

彩色電視機的顯像管里裝有3支電子槍。電視機接收到發射的3種電信號分別加在這3支電子槍上，3支電子槍就發出3束電子流，每束電子流的強弱分別受3個電信號的控制。

彩色電視機的熒光屏上一點一點地交替排列著3種熒光粉，當電子流打在上面的時候，3種熒光粉分別發出紅、綠、藍3種色光。相鄰的發光點挨得很緊，距離只有針尖那么大，不用放大鏡是看不出來的。當3種熒光粉同時發出強弱不同的紅光、綠光、藍光時，人眼分辨不出每個發光點發出來的色光，看到的只是它們的混合色，因而，屏幕上才會呈現出各種各樣的顏色。