为什么我们的世界是五颜六色的
我们置身于一个多姿多彩的万花筒世界,不管是睁眼的多彩还是闭眼的纯黑,总有令人惊叹的东西充斥眼球。让人略感惋惜的是,在一个姹紫嫣红的世界里,大多数人对色彩的理解却是一无所知或者流于肤浅。
万物在离开了光以后会顿时失去色彩,在黑暗混沌之中什么都分不清楚,更别谈色彩了。太阳射入地球的光,实质是一种电磁波,因此在划分光的时候我们以波长为标准,波长的长短决定了光的种类。在380~780纳米之间的光我们称为可见光,在可见光中红光的波长是最长的,紫色的最短。在这个波长外的光我们叫作不可见光,它包括了红外线、紫外线、χ射线、γ射线等。
物体本身是没有颜色的,我们看到的物体颜色实际上是物体表面的反射光。当光照射到一个物体的表面时,物体会根据自身的情况选择性地吸收一部分波长的有色光,也会反射出不吸收的光,而我们所看到的物体的颜色其实就是被反射的光。
我们能觉察到色彩变化的主要原因就是反射的光在强弱方面的差异。看到的红色是物体表面只反射大部分波长为红色的光而吸收了其他波长的光;黑色是吸收了大部分的光;白色是反射了所有的光。同时,我们应该了解到,一个物体是不可能完全吸收或反射光线的,这只是一种相对的概念,也就是说不存在非黑即白的极端地带。
知识拓展
牛顿在其著作中记载道:“1666年初,我做了一个三角形的玻璃棱柱镜,利用它来研究光的颜色。为此,我把房间里弄成漆黑的,然后在窗户上做了一个小孔,让适量的阳光射进来。我把棱镜放在阳光的入口处,使折射的光能够射到对面的墙上去。当我第一次看到由此而产生的鲜明而强烈的光色时,我感到非常愉快。”牛顿的实验结果是在墙上得到了一个彩色光斑,颜色的排列是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。牛顿把这个彩色光斑叫作光谱。
物体的色彩并不是一成不变的。它受到两个方面的影响:一是光源色;二是物体的表面性质。就光源色来说,当用绿色的光线去照射纯白物体的表面的时候,原来的白色就会呈现出绿色。同样,用红色的光线去照射这个绿色物体的时候,这个物体又会变成黑色。因为绿色表面的性质决定了它的表面只能反射绿色光,红色被吸收了,也就成了黑色。另外,物体表面的光滑程度也会引起物体颜色的变化,越粗糙的物体的色彩也就越稳定。
如果有兴趣的话可以拿一枚三棱镜做实验,就会知道,其实光是由赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫多种颜色合成的。在大自然中,绚烂的彩虹就是最好的例证。