物体呈现色彩的光学原理是怎样的

谁能告诉我色彩的基本原理是什么？？？~

人的眼睛只能感觉到电磁波谱中很窄的一段,这段就是可见光。可见光中不同的频率引起人的不同颜色感觉(红色770～620 nm、橙色620～600 nm、黄色600～580 nm、绿色580～490 nm、蓝色490～450 nm、紫色450～400 nm),因此物体的颜色是由射入人眼的光波频率(或波长)决定的。自然界的物体有丰富的色彩,而形成各种颜色的成因却是个很复杂的问题,下面只从两方面粗略地给以介绍。

1、发光体的颜色

发光物体即光源,光源可分两大类,一类是热辐射光源,另一类是非热辐射光源。

1.1热辐射光源的颜色

热辐射光源的发射光谱都是连续光谱,而光谱中各种色光成分的组成与发光体的温度有关。温度越高,光谱中高频率部分(可见光中的蓝、紫色光以及紫外线)越多,温度越低,光谱中低频率部分(可见光中的红、橙色光以及红外线)越多;因此热辐射光源的颜色与温度有对应关系。恒星发光就是热辐射,天文学上就按照颜色把恒星分为青、白、黄、红4个等级。炼钢炉里铁水的温度,以前就是老工人根据经验靠眼睛观察颜色来判断的,现在可采用光电比色议等精密仪器,但原理仍然相同。

1.2非热辐射光源的颜色

如在辐射过程中物质内部发生化学变化(如燃烧)的叫化学发光;用外来的光或任何其他辐射不断地或预先地照射物质而使之发光的过程叫光致发光(如荧光、磷光);由电场作用引起的辐射过程叫场致发光(如电弧放电、火花放电、辉光放电);通过电子轰击也可以引起固体(如某些矿物)产生辐射这叫阴极发光。这些非热辐射光源辐射的电磁波的频率,跟物质内分子、原子、电子的能级跃迁有关。所以非热辐射光源的颜色就由能级跃迁时辐射的光子能量(或光的频率)决定。下面只介绍日常生活中常见的光致发光和场致发光颜色的成因。

(1)光致发光的颜色

如将含金属的盐类放入火焰中,会产生激发态的金属原子,根据玻尔原子理论,当激发态的金属原子回到基态时,因为不同的原子有不同的能级排列,所以不同的金属盐类辐射的光子能量不同也就是颜色不同,这就是烟火的各种颜色配方的由来。

还有些物质被激发后再荧光放射,发射出某一特殊的颜色,这是因为物体吸收能量后电子被激发至高能级,物质再以放热和发光(荧光)的形式将能量释出而回到基态所致。例如荧光漆在蓝光照射时,呈现出红色,是因为荧光漆吸收了高能量的蓝光后先放出部分能量,再放出低能量的红色荧光回到基态所造成。

(2)场致发光的颜色

霓红灯、钠汽灯、水银灯、日光灯,都是利用放电(即电子撞击)来激发气体原子,实现原子跃迁发光的。霓虹灯充入不同的气体,而每种气体原子都有自己的特征谱线,所以不同的气体原子跃迁发光的频率各异,从而颜色也就不同。地球南北极的极光现象,是由于太阳黑子产生的太阳风吹向地球,其中一些高能量的粒子(如电子、质子等)在地磁场的作用下以螺旋路径进入南北极,在南北极上空与大气中的氧、氮分子碰撞,氧、氮分裂为原子,并被激发而发光,因此极光现象可视为自然界的霓虹灯。但是像日光灯和马路上的水银灯,这类灯光伴有相当强的紫光及紫外线,因此在灯管壁上涂一层荧光粉,荧光粉可以吸收紫外线而放出较底能量的可见光。不同的荧光粉由不同的原子组成,从而有不同的能级排列,所以涂了不同荧光粉的灯管还会产生不同的颜色。

2、非发光体的颜色

它与物体本身的性质有关,也与入射光的频率成分有关。当光射到物体上时,某波长的能量与物质内原子的振动能或电子发生跃迁所需的能量相同时,光就易被吸收,其他波长的光就不易被吸收。物质对光的选择吸收决定了物体各自的颜色。吸收光辐射或光能是物质的一般属性。下面具体分析白光照射物体的情况。白光照射到物体表面时,其中一部分光被物体散射或反射(对于透明物体还有一部分透过物体),另一部分光则被物体吸收。所以人们看到的是物体的反射光颜色、散射光颜色、透射光颜色。

2.1反射光的颜色

是指物体表面层对光的直接反射而形成的颜色,这些反射光遵守反射定律。

(1)当光与物质本身没有其他作用即没被吸收全部直接反射时,表面色一般为白色。同一个物体在不同的光源照射下可以呈现不同的颜色,就是由于不同的光源发射的光波频率成分不同且该光被直接反射入人眼而造成的。

(2)复色光(白光)照射时,物体有多种色彩,而使用单色光照射物体,则只能呈现一种颜色或黑色。因为物体表面(特别是一些颜料)在反射过程中有强烈的选择吸收作用,因而表面色为某种特定的颜色。譬如,叶子的绿色是因为叶绿素将白光中的红光和蓝光吸收进行光合作用,而反射出剩余的绿光。染料这种有机化合物在可见光谱区及近紫外和近红外区有明显的吸收特征。染料在阳光照射下,除反射跟它相同的色光以外,还反射一些它的近邻色光。例如黄染料除了反射黄光,还反射一些它的近邻色光橙光和绿光,同时吸收其他色光;蓝染料除了反射蓝光,还反射一些他的近邻色光紫光和绿光,同时吸收其他色光;这两种染料混合在一起,就只反射交叉部分———绿光,其他色光均被吸收,混合染料就呈绿色了。

2、干涉色则是由于表面层(有时是附着层或镀膜)的反射光干涉作用使某种色光得到加强,某种色光减弱而形成的颜色。例如阳光下油膜和肥皂泡的颜色,摄像机镜头增透膜的颜色等。

2.2、散射光和透射

光的颜色当光束通过光学性质不均匀的物质时,从侧向可以看到光,这叫光的散射。瑞利定律指出,散射光中短波占优势。所以用强光束照射装满水的玻璃容器,水中加几滴牛奶使之成为浑浊物质时,从侧向观察白光散射,散射光带青蓝色。从面对入射光的方向看,通过散射物质的光即透射光,由于缺少了短波成分,便显得比较红。清晨日出或傍晚日落时,看到太阳呈红色,也是如此,即此时太阳光几乎平行于地面,穿过的大气层最厚,所有波长较短的蓝光等几乎都侧向散射,仅剩下波长较长的红光到达观察者所致。仰视天空观察散射光则是浅蓝色(蓝色海洋的成因也如此)。正午时太阳所穿过的大气层最薄,散射不多,故太阳仍呈白色。

为什么世间万物有各种各样的色彩？我们又是为什么能够看到这些五彩斑澜的色彩？这些色彩来自哪里呢？大家一定很想知道这些问题的答案，下面就让我来为大家详细的阐明一下。

物体为什么有各种色彩？
物体之所以会有色彩，这取决于它对不同波长光线的吸收、反射和透过能力，是由物体本身的特点决定的，所有的色彩都是来自物体本身对各种色光的反射。看起来太阳光和灯光似乎没有什么奇特的色彩，只是一束束“白光”而已。但是，如果使光线通过棱镜，就可以发现光线实际上包含了所有的色彩。比如一张洁净的白纸，它能够反射所有的色光，这些色光组合成了白光，所以你看到它是白色的。树叶之所以看起来是绿色的，是因为树叶只反射光线中的绿色光并吸收了其它色光。

我们为什么能看到色彩？－人眼的视觉原理
视网膜通过两种类型的细胞来接管不同地方传来的光线，分别叫杆细胞和锥细胞。亮度、色彩和地位等视网膜收集起来的信息被传送到视神经，它能把这些信息送到大脑的视觉皮层，翻译成我们自身的意识。(怎么成上生理课了^_^)

杆细胞是对比简单的一种，它只用来感知光线的地位和亮度。本色上，杆细胞是色盲，它只能识别黑白。其实也不是真正的黑白，它所感知的只是光线的亮度罢了。在光线的刺激下，杆细胞发生大量的神经传递素，光线越强，神经传递素就越多。

锥细胞是另外一种细胞，更加繁杂。它有三个根本部分吸收不同波长的光线，根据不同波长的光线的强度发生不同数量的不同的神经传递素。根本上，锥细胞的三种受体分别用来吸收红色、绿色和蓝色波长的光线。每一种受体都根据不同波长的光线的强度释放不同类型的神经传递素。紫色是红色和蓝色的混淆，因此红光和蓝光受体都释放不同数量的神经传递素，而绿光受体则一点儿都不释放。这些信息传到大脑皮层，你就“看”到了紫色。
二、色彩的三要素
自然界的色彩虽然各不相同，但任何色彩都具有色相、明度、饱和度这三个根本属性。

■色相：
色相是指色彩的相貌，是指各种色彩之间的区别，是色彩最明显的特点，是不同波长的色光被感觉的结果。光谱中有红、橙、黄、绿、蓝、紫六种根本色光，人的眼睛可以分别出约180种不同色相的色彩。
色相环：
■饱和度：
饱和度是指色彩的鲜艳水平，也称色彩的纯度。饱和度取决于该色中含色成分和消色成分(灰色)的比例。含色成分越大，饱和度越大；消色成分越大，饱和度越小。
■明度：
明度是指色彩的深浅、明暗，它决定于反射光的强度，任何色彩都存在明暗变化。其中黄色明度最高，紫色明度最低，绿、红、蓝、橙的明度相近，为中间明度。另外在同一色相的明度中还存在深浅的变化。如绿色中由浅到深有粉绿、淡绿、翠绿等明度变化。

三、RGB色彩体系
人们把红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)这三种色光称之为“三原色光”，RGB色彩体系就是以这三种色彩为根本色的一种体系。目前这种体系普遍应用于数码影像中，如：电视、计算机屏幕、数码相机、扫描仪等。RGB值是从0至255之间的一个整数，不同数值叠加会发生不同的色彩。而当相同数值的RGB叠加时，则会变成白色。
四、CMYK色彩体系
CMYK分别代表青(Cyan)、品红(Magenta)、黄(Yellow)、黑(Black)，这是一种基于反光的色彩体系，常用于彩色印刷中。CMYK值是以浓度0-100%来表示，不同浓度叠加会发生不同的色彩。理论上相同浓度的CMY叠加，则会变成黑色，但实际混淆色料后并不会呈现黑色而是暗灰色，所以将黑色独立出来，增加印刷时色彩的领域。

色彩是以色光为主体的客观存在，人产生这种视象感觉基于三种因素：光、物体对光的反射、人的视觉器官眼睛。即不同波长的可见光投射到物体上，有一部分波长的光被吸收，一部分波长的光被反射出来刺激人的眼睛，经过视神经传递到大脑，形成对物体的色彩信息，即人的色彩感觉。

光的作用与物体的特征，是构成物体色的两个不可缺少的条件，它们互相依存又互相制约。只强调物体的特征而否定光源色的作用，物体色就变成无水之源；只强调光源色的作用不承认物体的固有特性，也就否定了物体色的存在。

扩展资料 

色彩的基本特性

1、色相：是有彩色的最大特征，是指能够比较确切地表示某种颜色色别的名称。如玫瑰红、桔黄、柠檬黄、钴蓝、群青、翠绿等。从光学物理上讲，各种色相是由射入人眼的光线的光谱成分决定。

2、纯度：指色彩的纯净程度，它表示颜色中所含有色成分的比例。含有色彩成分的比例愈大，则色彩的纯度愈高，含有色成分的比例愈小，则色彩的纯度也愈低。可见光谱的各种单色光是最纯的颜色，为极限纯度。当一种颜色参入黑、白或其他彩色时，纯度就产生变化。

3、明度：指色彩的明亮程度。各种有色物体由于它们

　　物体呈现色彩的光学原理是：
　　光线照射在物体上一部分频率的光被物体表面吸收，有一部分它是不吸收的，不吸收的那部分光就被放射回来进入到人眼就被人眼所见。
　　例如红色的物体将红色波段放射其他频率的光吸收所以看到的就是红色。

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道县15549381040： 谁能告诉我色彩的基本原理是什么??? - ？
超维参蛇： 人的眼睛只能感觉到电磁波谱中很窄的一段,这段就是可见光.可见光中不同的频率引起人的不同颜色感觉(红色770~620 nm、橙色620~600 nm、黄色600~580 nm、绿色580~490 nm、蓝色490~450 nm、紫色450~400 nm),因此物体的颜...

道县15549381040： 光与色产生的原理是什么? - ？
超维参蛇： 1、光 其本质是一种处于特定频段的光子流.光源发出光,是因为光源中电子获得额外能量.如果能量不足以使其跃迁到更外层的轨道,电子就会进行加速运动,并以波的形式释放能量.如果跃迁之后刚好填补了所在轨道的空位,从激发态到达...

道县15549381040： 物质成色原理?我们能看到物质有很多颜色,那么他们是怎么呈现出颜色的? - ？
超维参蛇：[答案] 物体成色分透明体和不透明体.之所以我们看到物体成不同颜色,是因为对太阳光(白光)的反射,折射不同造成的. 所谓透明,实际上就是光线全部通过没有反射和折射. 光线就不能全部通过而产生反射和折射,即不透明.物体呈现白色,是因为物体...

道县15549381040： 物体呈现出不同色彩的原理是什么,速度啊! - ？
超维参蛇： 什么颜色的物体就能犯什么颜色的光 黑色光能吸收所有色光 所以黑色不反光 白色能反射所有色光 透明物体主要发生的是折射 不透明物体发生的是反射

道县15549381040： 为什么不同的物体呈现不同颜色? - ？
超维参蛇：[答案] 物体呈现不同色彩的解释: 当光照到物体上时,一部分光被物体反射,一部分光被物体吸收.如果物体是透明的,还有一部分光透过物体.不同物体,对不同颜色光的反射、吸收和透过的情况不同,因此呈现不同的色彩.

道县15549381040： 颜色的怎么产生的物理解释 - ？
超维参蛇： 物体的不同颜色,是物体对不同色光反射的结果.物体反射白光(阳光)中的什么色光,就显示什么颜色,其他的色光被吸收 黑色——吸收所有的色光(不反射任何色光)的结果 白色——反射所有的色光(不吸收任何色光)的结果

道县15549381040： 物体呈现出不同色彩的原理是什么,物体呈现出不同色彩的原理是什么?(分黑色,白色,透明物体,不透明物体四种情况回答) - ？
超维参蛇：[答案] 什么颜色的物体就能犯什么颜色的光 黑色光能吸收所有色光 所以黑色不反光 白色能反射所有色光 透明物体主要发生的是折射 不透明物体发生的是反射

道县15549381040： 颜色是怎么来的?又是怎样形成的呢? - ？
超维参蛇：[答案] 是光学的这块内容.首先,我们之所以能看到各种物体,是因为光的反射.光射到物体上然后发出反射光,反射光再射到人的眼睛里,人就看到物体了.在一般情况下,入射光都是由光源发出的包含各种颜色的自然光,当这些光射到不同的物体上,物体...

道县15549381040： 在可见光区,物质呈现颜色的原因是什么??？
超维参蛇： 光照射到物体上,有一部分光被物体反射,有一部分光被物体吸收,如果物体是透明的,还有一部分光会透过物体,不同的物体对不同色光的反射,吸收和透过的情况不同,所以呈现出不同的颜色

道县15549381040： 色彩的起源 - ？
超维参蛇： 1色彩产生的原理 ①色散实验 色的来源(物理光学研究表明)――是光和人的正常视觉系统综合反应的结果.没有光就没有色彩,没有人的健康的视学系统,也就无法感觉到色彩(色盲者不要学美术). 黑暗中,我们什么色彩都看不到,什...