为什么颜色会有不同
‘壹’ 为什么会有颜色颜色的物理本质是什么
牛顿三棱镜实验
人类关于色彩的研究,其实是从牛顿才开始的,在此之前,人们一直认为白色是一种没有其他颜色的光,而色彩,则是另外的一种光。
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1665年,刚刚毕业的牛顿,因为鼠疫不得不躲在向下的家里。在家里时,牛顿利用三棱镜做了着名的三棱镜色散实验。
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具体操作手段很简单,牛顿把一个三棱镜放在太阳底下,阳光透过三棱镜后,本来没有颜色的白墙上被分解成了不同的颜色,这些颜色正好对应着彩虹的颜色。
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牛顿对此的结论是:太阳光是由不同颜色(即不同波长)组成的混合光。
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虽然牛顿解决了光是由不同颜色组成的,但为什么是同一束光线照射的物体,我们看到的花是红色,而叶子是绿色呢?
物体的色彩
之所以我们看到同一束光照射的物体,有的是蓝色,有的是红色,其实和这些物体本身有关。
我们知道,物体虽然不会发光,但它们却会吸收光线,比如,当一个物体呈现出”红色“时,是它吸收了其他不同的颜色,只让红色光通过,因此我们看到的物体才呈现出红色。
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颜色与眼睛
以上内容,是颜色形成的外部原因,事实上,我们之所以能够感知到颜色,还和我们的眼睛结构有关。我们知道,我们的眼睛有一个呈凸透镜的晶状体,光线进入眼睛后,会通过晶状体倒映在视网膜上,而视网膜相当于人眼睛的大屏幕。
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物体投影在视网膜上后,并不意味着人类可以观测到物体以及颜色了,事实上,视网膜后面,还有两种细胞在工作,一种是视杆细胞,一种是视锥细胞。
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我们之所以能感知到颜色,其实和视锥细胞有关。
正常人类的眼睛,一共有三种视锥细胞:红色,蓝色和绿色。
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我们之所以可以看到物体的色彩,其实正是利用红色和蓝色以及绿色的不同比例,才会看到了五彩斑斓的色彩。
比如,我们眼睛中没有紫色的视锥细胞,但红色和蓝色按照一定比例混合,就可以得到紫色,这一点和绘画其实很相似。
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之所以说是正常人的眼睛,是因为有一些色盲患者,可能缺少其中一种或者两种细胞。他们看到的世界,就和我们看到的世界,在色彩上有差异。
文章图片13所以,颜色的来源离不开两个条件:
不同波长的电磁波进入到人的眼睛。
经过眼睛里的视锥细胞“翻译”后,人类可以感知到不同的色彩。
存在人类尚未发现的颜色吗?
不知道你有没有注意到,其实“颜色”在客观世界里并不存在。
我们知道,颜色其实是一种电磁波,在电磁波里,只有一小段波长范围,是可以被我们感知到的,这段波长范围就是可见光范围。还有一些我们感知不到的波长范围,叫做不可见光,比如X光,紫外线,红外线,这些电磁波的波长范围是我们感觉不到。
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在可见光范围内,电磁波的波长不同,对应的颜色也不同,就像声音一样,人类也只能听到特定分贝范围内的声音。
而由于我们视锥细胞的限制,我们永远也不能感知可见光之外的电磁波。
还有,同样波长的电磁波,在不同人眼里,可能看到的色彩就不一样,如果一个人眼睛里没有视锥细胞,那么世界在它眼里就是黑白灰,没有颜色。但在我们眼里,就是缤纷多彩。
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同样,如果一个人拥有第四种视锥细胞,比如:紫色,那么他可能看到紫外线的颜色,而紫外线的颜色对我们来说,就是尚未发现的颜色,可悲的是我们一辈子也看不到这个颜色。
下图从左到右的顺序分别是:左1:人眼;左2:紫外线下;左3:模拟的蜜蜂视觉;左四:模拟的四色视锥人类视觉。
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所以,从自然界来说,并不存在颜色,因此也就不存在人类尚未发现的颜色。
但如果从人类的感觉来说,那么可见光之外的电磁波,都是人类尚未发现的颜色,可惜我们永远也不会看到这些颜色。
‘贰’ 为什么有不同的颜色
光的颜色是由频率决定的,频率不同颜色就不同.自然界的色彩由红绿蓝三基色组成,这三种色彩混合后就产生不同颜色了.
‘叁’ 为什么会出现不同的颜色
两种颜色混合产生新的颜色,其实并非是两种色光叠加产生新的频率。红色和蓝色相混而成的紫色,也不是色光意义上的紫色。如果分别透过红色或蓝色的分光镜去看混合后的颜色,依然可以看到相应的颜色(即红色或蓝色),如果新的颜色是由于频率的变化而产生的,那么透过分光镜就不会看到任何颜色。人眼之所以认为混合后的颜色是紫色,是因为两种色光在视网膜上的共同作用,使人脑在分辨两种色光时产生了错觉。人脑对色觉的反应是通过对视网膜的电信号的处理完成的,人脑在处理两种颜色在视网膜上产生的电信号时,发生了错误,或是把两种信号的叠加当作另一种颜色信号加以识别,于是才产生了两种颜色相混出现新颜色的错觉。因此,我们看到同时混合在一起的七种色光时,会产生“白色”的视觉;有时候用多色彩的小花纹组成的画也会让我们产生“眼花缭乱”的感觉。这些都是源于同一种原理。
‘肆’ 为什么人皮肤颜色不同
皮肤的颜色,主要是由皮肤内黑色素的多少决定的。人的皮肤所含有的黑色素多少不一,也就形成了不同肤色的人种。
皮肤里的黑色素越多,肤色就越深。 肤色浅的人在阳光下待久了,皮肤里会产生 大量的黑色素,换句话说就是这个人被晒伤了。白化病患者的皮肤里没有黑色素,他们 的皮肤通常是粉红色的,这其实是血液透过 无色的皮肤呈现出的颜色。
今天,人类遍布于世界的各个角落,人们 的肤色也反映了世界各地的气候状况:在光照不足的斯堪的纳维亚半岛,居民的肤色最浅;阳光较充足地区的居民,皮肤呈现出金色或淡棕色;而居住在非洲和澳大利亚的土着居民则拥有最黝黑的皮肤。
(4)为什么颜色会有不同扩展阅读:
皮肤内有4种生物色素,即褐色的黑素、红色的氧化血红蛋白、蓝色的还原血红蛋白和黄色的胡萝卜素。胡萝卜素不能由人体自身合成,需要从饮食中摄取,称为外源性色素,其余3种均由机体自身合成,称内源性色素。
皮肤由外向内依次为表皮、真皮及皮下组织(皮下脂肪层)。上述4种生物色素在皮肤中的部位有所不同,黑素分布于表皮角朊细胞内,胡萝卜素分布于表皮角质层和皮下脂肪层,血红蛋白则分布在真皮内。
其中,黑素是皮肤颜色最主要的决定因素。皮肤内黑素含量多皮肤就黑,黑素含量少皮肤就白。黄种人皮肤黑素的含量介于白种人和黑种人之间。而黑素量的多少则主要取决于黑素细胞中酪氨酸酶活性的强弱,酪氨酸酶活性越强,合成的黑素量就越多。
‘伍’ 为什么会有各种各样的颜色
就像不同的声音是因为声波的特征不同一样,不同颜色是因为不同光波的特征不一。而颜色,取决于光波的波长。波长越长越靠近红光——红外,波长越短越接近紫光——紫外。
光源物质的颜色决定于其以哪种波长的光释放能量。比如若其以600-700nm(红光波长)的波长辐射能量,那么它就是红色的,若以400nm(紫光波长)左右的波长向外辐射能量,那么它就是紫色的。
非光源物质。其实没有绝对的非光源物质,只是许多物质向外辐射能量的波长在可见光范围之外(如紫外光、红外光),所以肉眼之下它们是不发光的。
同样,几乎所有的物质也都会吸收光能,不同的物质能吸收不同波长的光(即不同颜色的光)。它们的颜色是……受光源照射后,那些不能被吸收或吸收较少的光被反射到我们眼中产生的。比如叶绿素,在白光(一种混色光,有7种可见光)的照射下,绿光因不能被吸收而反射出来,所以我们看到的叶绿素是绿色的。
‘陆’ 为什么物体有不同的颜色
由于不同物体有不同的吸收、反射、透射和辐射光谱特性,因而它们的图像呈不同的颜色。
在我们周围,每一种物体都呈现一定的颜色。这些颜色是由于光作用于物体才产生的。如果没有光,我们就无法看到任何物体的颜色。
因此,有光的存在,才有物体颜色的体现。 在光的照射下,光粒子与物质的微粒作用,这些物质吸收某些波长的光粒子,而不吸收另外一些波长的光粒子,使得不同物质具有不同的颜色。
例如,油墨的颜色是颜料的分子结构所决定的。分子结构的某些基团吸收某种波长的光,而不吸收另外波长的光,从而使人觉得好像这一物质"发出颜色"似的,因此把这些基团称为"发色基团"。
各光是有红、绿、蓝三色光按不同比例混合而成的:
我们能看见的物体除黑色外都要反色光。白色物体反射所有光,看起来就是白色,灰色物体也反射各色光但只反射一部分。其他物体只要是什么颜色就反射能按一定比例混合而本色的光。
附:红光加绿光是黄光,绿光加蓝光是青光,红光加蓝光是紫光,红绿蓝加起来就是白光。
在白光通过三棱镜时,不同颜色的单色光的偏折程度不同,红光偏的最小,所以一盘在光屏成像时是在最上面,蓝最大。
透明体的颜色是由透过的光色决定的。( 当光通过透明体时,透明体是什么颜色,就能透过什么颜色的光)
不透明体的颜色是由反射的光色决定的。(当光遇到不透明体时,不透明体是什么颜色,就能反射什么颜色的光)
‘柒’ 我们为什么会看到不同的颜色
颜色或色彩是通过眼、脑和我们的生活经验所产生的一种对光的视觉效应。人对颜色的感觉不仅仅由光的物理性质所决定,比如人类对颜色的感觉往往受到周围颜色的影响。
大多数光源的光谱不是单色的,它们的光是由不同强度和波长的光混合组成的。人眼将许多这样的混合光的颜色与单色光源的光的颜色看成是同样。如橙色,实际上就不是单色的600纳米的光,实际上它是由红色和绿色的光混合组成的(显示器无法产生单色的橙色)。出于眼睛的生理原理,我们无法区分这两种光的颜色。有许多颜色是不可能是单色的,因为没有这样的单色的颜色。黑色、灰色和白色比如就是这样的颜色,粉红色或绛紫色也是这样的颜色。
人眼中的锥状细胞和棒状细胞都能感受颜色,一般人眼中有三种不同的锥状细胞:第一种主要感受红色,它的最敏感点在565纳米左右;第二种主要感受绿色,它的最敏感点在535纳米左右;第三种主要感受蓝色,其最敏感点在420纳米左右。杆状细胞只有一种,它的最敏感的颜色波长在蓝色和绿色之间
‘捌’ 物体为什么会呈现不同的颜色
不同物质会选择性地吸收特定波长的光,造成反射的光的波长的差异,进入眼后看到不同的颜色
深奥解释:第一:色彩是光线射在视网膜上后,我们所感受到的感觉。随着射在视网膜上的光线的频率的由底到高,我们的感觉由红色开始发生变化直到紫色(红橙黄绿蓝淀紫)。
第二:光在射入您的视网膜前的“经历”是这样的---首先:它从太阳中“产生”后,它是全光谱性质的,即含有各种频率(当然,也可以用波长来分,是一样的,只是频率和波长是两个互为倒数的起到相同作用的指标)的光,更直白点说,是含有红橙黄绿蓝淀紫七种光的“杂光”,正是由于它是七种颜色汇聚而成的杂光,所以是白色的;其次:它射到一个物体上,这是一个关键的步骤,它的一部分频率的光被物体表面吸收,比如,它射到黄铜上,红橙绿蓝淀紫光被吸收,只剩下黄光“幸免遇难”,这个幸免遇难的黄光接着被物体表面反弹(反射)而改变了方向后,射在了你的视网膜上,使你产生了黄色的感觉。
第三:光色的混合是一个要点,就是说,如果光在射到物体表面的时候,被吸收了红橙绿淀紫后,剩下的黄光和蓝光射入您的视网膜后,由于它们的混合作用,您感觉到的是绿色。这个现象在艺术上研究的比较深入,例如,黄和蓝混合成为绿色,红和黄混合成为橙色,红和蓝混合成为紫色,红绿蓝三种颜色混合就成为黑色等等,颜色种类和数量不同,混合成的光的颜色色也不同,而红橙黄绿蓝淀紫共同混合,就是白色。
第四:物体表面吸收光的特性不一样,它是由物体的分子结构决定的,黄铜和红铜的区别正是黄铜的分子结构决定了它吸收除黄色外的色光的能力十分强,而红铜则是吸收除红色光的能力十分的强。虽然都是铜,但是着两种铜的分子结构是不一样的,就象金刚石和石墨虽然都是碳原子构成,但结构和质地却大相径庭一样。
第五:物体表面好比一个大筛子,上面有无数七种不同形状的孔,每重孔的形状跟一种“光颗粒”(当然,只是比喻了)的形状相同,黄铜的黄色光形状的孔太少,其他形状的孔多,所以,就把黄光排除在外面了。
补充:
1 相同的分子(或原子)按照不同的组合方式可以形成不同的物质,比如说同由碳原子构成的金刚石(原子按照网状的构架组合起来)和石墨(原子按照层状的结构组合起来)。而按照不同构架所组合而成的物质对于光的反射效果(衍射、干涉、折射也是一样)是不同的,就象金刚石对光线很通透,但石墨对光线几乎全部吸收。黄铜和红铜的机理也是一样的。您还可以这样理解,一堆砖头(比做构成物质的分子或原子)可以堆砌成一座密不透风的堡垒,也可以盖成满身是孔洞的“蜂窝”式建筑,两者对光的反射效果显然会大相径庭。
2 从本质上说,物体反射的光色取决与物体本身(尤其是表面)对特定频率的光的能量的吸收特性,而这种特性又由构成物体本身的原子或分子的构架所决定。(这样说明不便于理解,故采用了上述的说明方法)
4.1 粒子虽然以几率分布,但这种分布也是有规则的分布,这就是我们可以确定的构架。
4.2 波函数和能量式的数学描述到是可以“反映全部”,但却是“从全部的角度反映全部”,这就好比“世界上的男女人数总是一比一,但却仍然未说明自然如何在内部具体调整这个比例的”,所以,用这种宏观概念来说明具体问题按照方法论来讲是不可行的,即是一种实质上无效的说明。
4.3 光这种具有波粒两性的物质的本质究竟是什么,这是科学界尚未能解释清楚的问题,光子也是从宏观上为了解决问题而从现象上察觉并提出的概念。
4.4 量子理论也更是一个概念性的东西,是为了解决不可知的内因而从宏观上人为引入的概念。光子和量子本身就是因为不能解释内因而引入的人为概念。
4.5 如果要想探究“特性本身的内因”,那也可以说还需要探究“内因的内因”,就象“我们能看见东西是因为有光,但光的内因是因为有太阳,有太阳的内因是因为.....,这样下去就会引发这样近似悖论的问题,“小柯西”先生要是真这样较真,那我们倒是可以把这个问题上升到哲学的层次。
3 在此应用明了的说明而非数学式的描述,正想从本质上来说明您提出的问题。光子概念和量子学说本身就是为解释不可宏观研究的光和能量问题而提出的概念性的东西,所以,即便是从光子和能量的深度来讨论这个问题,上述说法依然适用,因为从一开始俺便把量子层面的问题考虑进去了,但是,其实道理是很明了的,如果用数学式的说教方法反倒把问题搞的“深不可测”。俺从您的问题补充中就已经看出----理解问题的本质一定您的首要目的(微笑)
‘玖’ 为什么水果的颜色会有不同呢
水果的颜色是由果实发育过程中各种不同色素含量多少所决定的。植物色素主要有三类,即叶绿素、类胡萝卜素和花青素。果实在幼嫩时,叶绿素含量大,所以表现为绿色。当果实成熟后,叶绿素逐渐被破坏,类胡萝卜素的颜色呈现出来或由于形成花青素而使果实呈现出黄、红、橙等颜色。
果实未成熟时,液泡中积累很多有机酸,如柠檬酸、苹果酸、酒石酸等。成熟时,一部分有机酸被氧化为CO2和H2O,一部分转化为糖,还有的则被K+、Ca2+等中和。因此,成熟的果实中酸味下降,甜味增加。