人類(lèi)可見(jiàn)光譜區(qū)的顏色識(shí)別
人類(lèi)能識(shí)別各種顏色,但對(duì)顏色本質(zhì)的認(rèn)識(shí)是模糊的。1666年牛頓(Newton)所做的著名實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了光譜是顏色的基礎(chǔ),打開(kāi)了對(duì)顏色實(shí)驗(yàn)研究的大門(mén):牛頓在一面墻上鉆了一個(gè)直徑為8.5mm的小洞,墻的另一面的完全黑暗的房間。通過(guò)這個(gè)洞,陽(yáng)光直射在房間的另一面墻上,形成太陽(yáng)的盤(pán)狀像,類(lèi)似小孔成像機(jī),然后,將一個(gè)玻璃棱鏡放在靠近小洞處,法相光被擴(kuò)散成扇形的光譜。光被分離成大約長(zhǎng)254mm,沿著長(zhǎng)度方向,呈現(xiàn)出紅、橙、黃、綠、藍(lán)、青、紫的顏色。牛頓很快得出結(jié)論:白光并非通常所認(rèn)為的均勻單一體,而是由全部光譜色混合組成的。接著提出的問(wèn)題是,這些紅、黃、綠等光譜本身是否也是混合的,能否分解成更進(jìn)一步的顏色?為此,他又做了另一個(gè)實(shí)驗(yàn):用一個(gè)上面有個(gè)狹縫的卡片,只留一條窄帶,擋住光譜中的其他光。這一窄帶光,或黃或綠。使其再通過(guò)一個(gè)棱鏡,但是此光通過(guò)棱鏡后并沒(méi)有近一步分解,而乃具有通過(guò)卡片狹縫前相同的顏色。由此可得出結(jié)論:光譜色是白光的基本組成。
表示了對(duì)應(yīng)與光波長(zhǎng)的主要光譜色帶。光是一種電磁輻射,就像X射線(xiàn)、雷達(dá)波等。決定其特有性質(zhì)的是他們的波長(zhǎng).無(wú)線(xiàn)電波具有相當(dāng)長(zhǎng)的波長(zhǎng),典型的范圍是從大約一米到幾千米;而X射線(xiàn)則有非常短的波長(zhǎng),僅為百萬(wàn)分之一毫米,甚至更短。光波所具有的波長(zhǎng)范圍約為1納米到1毫米之間,波長(zhǎng)的單位采用“納米”。需要強(qiáng)調(diào)的是圖2
中所給出的顏色名稱(chēng)和波長(zhǎng)界限只是一種粗略的說(shuō)明,每種顏色都是漸變至下一種顏色的,所以沒(méi)有真正的邊界,而且給定波長(zhǎng)的光所呈現(xiàn)的顏色依賴(lài)于觀(guān)察條件,對(duì)不同的觀(guān)察者也略有不同,盡管如此,在記錄作為波長(zhǎng)函數(shù)的數(shù)據(jù)時(shí),這些名稱(chēng)還是有用的。光輻射中能引起人的視覺(jué)的波普稱(chēng)為可見(jiàn)光譜,可見(jiàn)光譜的波長(zhǎng)范圍為380~780nm,這正是人眼工作的范圍。太陽(yáng)光輻射到地球表面的過(guò)程中,也正是這個(gè)波譜段最豐富。這個(gè)事實(shí)說(shuō)明人的視覺(jué)器官和功能與自然條件有著密切的關(guān)系,比可見(jiàn)光譜波長(zhǎng)更短的光輻射,成為紫外線(xiàn);比可見(jiàn)光譜博城更長(zhǎng)的光輻射,稱(chēng)為紅外線(xiàn),人們能夠感到他們所提供的輻射能,可以曬黑皮膚和溫暖身體,但它們通常是看不見(jiàn)的。