自然界是不存在颜色的，然而颜色又是如何被人们发现的呢？ 123仪器网

自然界是不存在颜色的，然而颜色又是如何被人们发现的呢？

2011-06-08

                               自然界是不存在颜色的，然而颜色又是如何被人们发现的呢？
颜色的特性
        颜色是一种奇异的现象，如果您知道它并不真实存在于自然界中，而只存在于人脑中，您会更感觉诧异。经常可以听到这样的问题： “如果树在空旷的森林中倒下，会发出声音吗”？或者是下面的有关颜色的问题： “如果人眼不能看见红玫瑰，它仍是红色的吗”？答案可能会让您大感意外 -否。房间中的光源和玫瑰花瓣的色素是让我们产生颜色感觉的三要素中的两个要素。直到我们的眼睛（或大脑）亲自看到，才会有描述为“红色”的颜色。颜色三要素：光、物体和观察者，缺一不可。
光 - 波长及视觉光谱
        颜色是光的一部分，光由亿万个电磁波组成，电磁波在空气中移动就象池塘中的水波一样。每一波段有不同的大小，以波长来表示。波长是两个相邻波峰之间的距离，以纳米(nm)或百万分之一毫米作为单位。
当这些波段刺激我们的视觉，它们使眼睛中的感光细胞兴奋，在脑中产生颜色的感觉。不同的波长（或不同波长的组合）刺激产生不同颜色的感觉。结果就是：大千世界，五彩缤纷。
通过下面的实验，我们可以更好地理解我们如何感受不同波长的光：当一束白光通过三棱镜色散后，我们可以感受到分光后的各个波长。这个方法分散各波长将白光显示为我们所熟悉的“彩虹”：主要有红、橙、黄、绿、蓝、青和紫；每个波段之间都是逐渐过度的（红、绿和蓝是主要的波段）。
       我们可以看到的长的波长大约为700到720nm（红色波段的开始）；可以看到的短波长大约为400nm（紫色波段的结束）。这其中大约320纳米的区域就是可见光谱。落于此区间之外的光波都是肉眼不可见的。所有波长的连续范围被称为电磁光谱，可见光谱只是其中很小的一部分。
       虽然我们不能看到可见光谱外的电磁波，但我们经常使用它们：从短波X射线到收音机和电视常用的长波。
物体 - 发射，反射和透射
        在下一部分的“颜色方程式”中，可见光谱的波长被处理成不同的成分，因而在人眼看来就呈现不同的颜色。物体刺激人眼产生颜色的感觉的方式有三种：物体发光、物体反光、和物体透光。
发射物体，例如太阳和人造光源，直接发射可见光。理论上，如果人眼在不受阻碍地接收可见光谱上所有波长，而且这些波长强度均相等，我们可以看见纯白色。日常生活中，虽然我们感觉许多光源发出的光是白光，但是几乎没有纯粹的白光光源。因为产生光的化学过程（从太阳的燃烧气体到白炽灯的加热的灯丝）产生以不同比例组成的光波，波长强度分布不可能均匀。光源产生的以不同比例波长组合的光波被称为相对光谱能量。
        反射物体，其表面能吸收光波的某些波长能量并反射其它波长。例如，红玫瑰在它花瓣上有化学微粒，从光波中吸收大部分紫、绿和蓝波长能量，然后它们反射小部分黄和橙光和大部分红光。物体反射光波的百分比被称为反射率百分比或强度，或光能。
可被透射的物体包括大气、水、玻璃管或灯泡玻璃、感光胶片和油墨。这些物体允许光穿过它们，但其中一些波长的能量被分子或微粒吸收。光所穿过物体的整个厚度或深度也影响穿过光波能量的百分比。光波穿过物体的百分比被称为透射率。
正如我们能看见的，我们的颜色要素中的“光”来源是实际存在的发射“物体”，如太阳，或者灯泡（灯泡较复杂，光从发射物体（钨灯丝）中发出后，已经经过透射物体（灯泡玻璃）过滤后才被使用），不同光源所发出的光波组成是不同的。因此，在一种光源下显得相似的两种颜色在另一种光源下看起来可能会有明显差异。这种现象被称为同色异谱，将在以后详细讨论。
观察者 - 颜色接受和感觉
       在前面解释颜色三要素中的光源和物体属性的时候，我们涉及的一些观察者的因素，这里我们要做深入的探讨。首先，光波进入眼睛的瞳孔，瞳孔扩大或缩小以调整允许进入的光的数量。然后，光波刺激视网膜，视网膜几乎覆盖了整个后半眼球，上面密布着130,000,000个感光细胞和神经元。
       这些感光细胞对可见光刺激作出响应，通过神经元传送电信号给大脑中颜色感受区域。感光细胞中的一些对红色较敏感，另一些对绿色较敏感，还有一些则对蓝色较敏感。这三类细胞称为锥状细胞，其它细胞称为柱状细胞，它们只对黑色和白色敏感。
在试图分辨颜色差别时，人眼有一些天生的限制。我们对不同物体的不同颜色描述为不同的名称。而且，眼睛疲劳、年老和其它生理因素会影响我们对颜色的感觉。在下面部分，我们会讨论不同的光源和观察者对颜色工业界的制造商造成的影响。
总结
       颜色是光照射物体后被观察者感受的结果。光由成百上千万个不同波长电磁波组成。当光照射物体时，物体表面吸收部分光波并反射其余的。当反射光被观察者接收，观察者的大脑将成分一定的光波感受为特定的颜色。不同的光/物体互相作用产生不同的光波组成，这样就产生我们每天看见的千万种颜色。