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如何解读“颜色”
| 15-06-11| 访问次数: | 【 【打印】【关闭】

  最近,“颜色”成了被广泛关注和争论的热点。人们通常所说的“颜色”究竟是什么呢? 

  一首名为《你是我的眼》的歌中这样写到:“眼前的黑不是黑,你说的白是什么白。人们说的天空蓝,是我记忆中那团白云背后的蓝天”。歌很动听,同时也给我们启示,颜色是人对客观事物的认知。 

  在普通人的眼里,“颜色”就是赤橙黄绿青蓝紫,这些斑斓的色彩描绘出我们的世界。而在科学家的眼里,颜色是这样被定义的:“颜色是不同波长可见光辐射作用于人的视觉器官后产生的心理感受[1]”,“颜色是物体与光所呈现的面貌,这个面貌取决于到达眼睛网膜的辐射能的光谱成分,也取决于它在网膜上的时间与空间分布[2]”。让我们说得再直白些,人眼感受到可见光(波长在400nm700nm左右的光谱段)才能感受到“颜色”。颜色依赖于光的存在。 

    

  日常生活中,我们“看到”物体所呈现的颜色可以取决于光源属性和被照物体的自身属性。人感觉衣服有颜色,是因为在光照条件下,衣服能反射或散射某些特定波长的光。比如,衣服为绿色意味着衣服对波长范围在500-560nm的绿光反射和散射最强。当这部分光到达人眼,会对感受细胞形成刺激,刺激经过视神经传导视觉信息到大脑视觉中枢,经过一系列神经细胞群的复杂加工处理后,形成了视觉,就有了颜色的感觉,人就认为衣服是绿色。换言之,离开了光源、眼睛和视觉神经系统(眼睛作为传感器,大脑的视觉神经系统作为信息处理部分),我们无法定义物体的具体颜色。在上述情形下,物体对哪种颜色光的反射和散射作用最强,取决于物质本身的固有特性,即物质的成分(化学成分)和物质的结构(原子排列)。 

    

  另一方面,自然界中类似于孔雀羽毛和蝴蝶翅膀等所呈现的绚丽色彩,则主要来源于物体表面的周期性微纳结构,或者光在薄膜中的干涉。显微镜下可以看到孔雀羽毛上的微纳结构,这些结构对光的反射和散射作用同光的波长有关,也同结构的周期有关,于是我们眼睛看到的孔雀羽毛是丰富多彩的。又如,肥皂水未必有颜色,但吹成肥皂泡后,肥皂泡膜通过光的干涉效应使得反射、散射到人眼的光是五彩斑斓的。无论是上述哪种情况,正如俄罗斯物理学家瓦维罗夫在《眼睛和太阳》一书中所说的,无论是亮度还是颜色都是相对的而且是主观的 [3] 

扫描电镜下的孔雀羽毛图

  了解这些知识,是不是帮助你对“颜色”有进一步的理解?想学习更多光的知识,欢迎在科普开放日活动时,走进研究所继续一探究竟。至于好处......你懂的。

    

  1】郁道银. 工程光学. 北京:机械工业出版社2013:85 

  2Nassau.R. 颜色的物理与化学:颜色的15种起源. 北京:科学出版社 1991:2 

  3瓦维罗夫 汤定元译眼睛和太阳 北京:科学出版社 1956:14 

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