什么是光的颜色？解析身边物理中的光色散

2024-06-12 百科知识版权反馈

【摘要】：光色散光究竟是什么颜色的在你的心中或许一直都存在着这样一个疑问：天边的彩虹为什么会是五颜六色的呢？分光镜分光镜光谱图像其实，在我国古代，早就有人接触到色散的本质了。通过分光镜，单色光分为多种颜色太阳光散射示意图而在1663年，英国化学家波义耳在研究了物体的颜色问题后，认为物体的颜色是由于光线在被照射的物体表面上发生变异所引起的，而并不是属于物体的带实质性的性质。

光色散　光究竟是什么颜色的

在你的心中或许一直都存在着这样一个疑问：天边的彩虹为什么会是五颜六色的呢？是谁赋予了它们如此美丽的色彩呢？难道这世界上真的有上帝存在？当然，上帝是人们虚构的，而谈到彩虹的色彩，就必须从物理学中的光的色散说起。

夏天雨后，常常有一道彩色的圆弧出现在朝着太阳那一边的天空上，它的颜色通常是红色在外，紫色在内，依次排列的，这就是我们通常所说的彩虹。下雨以后，天上悬浮着些极小的水滴，太阳光沿着一定角度射入这些小水滴，引起了的比较复杂的由折射和反射组成的一种色散现象，我们朝着小水滴看过去，就会看见七彩缤纷的虹。

分光镜

分光镜光谱图像

其实，在我国古代，早就有人接触到色散的本质了。南宋时期的学者程大昌在《演繁露》中就记录了露滴分光的现象。他认为日光通过一个液滴也能化为多种颜色，并不是因为水珠本身具有七彩的颜色，它的颜色其实是由日光的颜色所著。这也就是说他明确地指出了日光中包含有数种颜色，是经过水珠的作用而显现出来的。而这其实已经涉及色散的本质了，只不过他并没有继续深入研究，实在可惜。

由于西方在光学发展的早期对颜色的解释显得特别困难，因此欧洲人对颜色的认识一直采用的是亚里士多德的观点。他认为，颜色不是物体客观的性质，而是人们主观的感觉，一切颜色的形成都是白与黑、光明与黑暗按比例混合的结果。

通过分光镜，单色光分为多种颜色(www.chuimin.cn)

太阳光散射示意图

而在1663年，英国化学家波义耳在研究了物体的颜色问题后，认为物体的颜色是由于光线在被照射的物体表面上发生变异所引起的，而并不是属于物体的带实质性的性质。能完全吸收光线的物体呈黑色，完全反射光线的物体呈白色。另外还有如笛卡儿、胡克等不少科学家，也都讨论过白光分散或聚集成颜色的问题，但他们都主张“红色光是大大地浓缩了的光，紫色光是大大地稀释了的光”这样一个复杂紊乱的理论。

雨后美丽的彩虹

在牛顿以前，对于颜色并没有一个统一的说法。1666年，牛顿由三棱镜开始进行一系列关于色散的理论和实验研究，他把结果归纳为几条，其要点如下：①光线随着它的折射率不同而颜色各异。颜色不是光的变样，而是光线本来就固有的性质；②颜色的种类和折射的程度为光线所固有，不因折射、反射和其他任何原因而变化；③同一颜色属于同一折射率，反之亦然；④不存在自身为白色的光线，白色是由一切颜色的光线适当混合而产生的，事实上，可以进行把光谱的颜色重新合成而得到白光的实验；⑤必须区别本来单纯的颜色和由它们复合而成的颜色；⑥根据以上各条，可以解释三棱镜使光产生颜色的原因及虹的原理等；⑦自然物的颜色是由于该物体对某种光线反射得多，而对其他光线反射得少；⑧由此可知，光线本身不可能是质，而颜色是光（各种射线）的质，由于颜色这样的质起源于光之中，所以现在有充分的根据认为光是实体。

如果想从现实生活中来观察色散，你可以到彩电跟前看看CRT，我们经常看的电视的荧光粉就是这种组合。不过如果要证实光色散请别看你面前电脑的显视器，它的像素点太小了，肉眼分辨不出来。其实真实生活中红、绿、蓝这三种颜色的组合，几乎形成所有的颜色，无论是蓝天白云的舒适，还是花草树木的鲜艳都是如此。

对虹的认识

虹是一种大气光学现象。唐初的孔颖达（574～648）曾概括了虹的成因，他认为“若云薄漏日，日照雨滴则虹生”。明确指出产生虹的三个条件，即云、日、“日照雨滴”。沈括对此也作过细致的研究，并作实地考察。他在《梦溪笔谈选注》中指出虹和太阳的位置正好是相对的，傍晚的虹见于东方，而对着太阳是看不见虹的。可见，从公元6世纪开始，人们对虹就有了比较正确的认识。对虹有了认识之后，便可以人工造虹。8世纪中叶，唐代曾有过这样的试验：“背日喷呼水成虹霓之状”，表示背向太阳喷出小水珠，便能看到类似虹霓的情景。

什么是光的颜色？解析身边物理中的光色散

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