为什么会有颜色？颜色的物理本质是什么？

为什么会有颜色？颜色的物理本质是什么？~

颜色 是人的眼睛 对不同频率的光的 主观 生理反应 。
有时我们把颜色与波长对应，默认的前提是真空或空气，
光学上，真空和空气差别很小，近似相等。

人的眼睛里面有能够感应 红绿蓝 三种颜色的细胞，三种细胞的不同反应，就组成了千变万化的颜色，以三基色原理为基础的彩色显示器，就是模仿这个生理过程。

实际上，别的一些动物，对颜色的反应与人不同。

我们能看到的东西，是因为物体反射了阳光。阳光其实它是由红黄蓝绿青蓝紫等颜色组成的，深色的衣服是因为它吸收了光线，所以我们看起来比较暗，浅色就相反。比如蓝色衣服，说明那个染料能把蓝光明显显示给我们的眼睛，别的颜色就被蓝色遮盖了。黑色说明我们看到很少的光。大概就是这样

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著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。

在我们周围，各种各样的物质都具有一定的颜色，黄色的土壤，绿色的树林，红色的血液，蓝色的海洋……不同颜色的各种物质，组成了这五彩缤纷的大千世界。不难想象，没有颜色，我们的世界将是多么呆滞死板；没有颜色，我们的生活也将会多么枯燥无味!颜色，不仅装饰了地球、宇宙；颜色，同时也给予我们人类无限生机，无穷快乐！ 颜色不仅装饰着整个世界，而且用途越来越广泛。 人类—开始，就已注意对颜色的应用。例如，我国古代的漆画、瓷器等．就是我们祖先巧妙运用色彩的很好例证。在日常生活中，我们还常借助颜色以区分各种物体。 随着人们的生活水平的提高，日常穿的衣服不仅要能保暖，而且要漂亮；人们饮食也不再只局限于温饱，而要求色、香、味俱全，即不仅要好吃，还要好看，等等这些，颜色起着十分重要的作用。分析化学中，还常根据物质颜色深浅来确定物质含量的多少；生物化学家常借助于颜色进行组织研究；药物学家则利用颜色鉴别药物，一种被称为高温涂料的构料可以 通过受热后发生颜色变化来指示物质表面的温度，彩色电影，彩色电视，彩色摄影，彩色印刷等等，更是颜色的广阔舞台。颜色与人关系这么密切，可是，面对这令人眼花缭乱的各种颜色的物质，如果有谁问：物质为什么会有不同的颜色?物质的颜色是怎样产生的?物质的颜色与某结构有何关系?这些却都不容易解释。 颜色这个问题似乎很简单，但真正要弄懂其本质还需要许多方面的知识。颜色是由人的视觉得到的，因此只有在光照情况下，物质的颜色才能为肉眼所见，如果在没有光线的密闭的暗室中，在漆黑的夜里，物体的颜色是看不见的。 所以，颜色与光是密不可分的，颜色是光和眼睛相互作用而产生的。 光对我们每个人来说也不会陌生，但认清光的本性也只是不久的事情。 随着科学研究和生产实践的发展，人们逐渐认识到，光是一种可以引起视觉具有波粒二象性的电磁波，既有波动性，又具有粒子性。在整个电磁波谱中，波长范围只有很窄的一段才能引起视觉称为光(可见光)，一般来说，可见光波长范围大约为400～800nm(1nm=10-9m).光的波长不同，就会引起不同的视觉，即感觉到不同的颜色。只有一种波长的光称为单色光，由具有不同波长的单色光组成的光称为复合光。 ?? 日常见的白光就是一种由多种波长的光混合而成。每种颜色 的光都有一定的波长范围，可见光中，红光波长最大，范围620 760nm，紫光最短，范围400 430nm。不同波长的光能量不同，波长越大，能量越小。 另外，将两种色光按一定比例混合也可得到白光，这两种颜色就称为互补色。如蓝光和黄光?混合可以得到白光，因此蓝色的补色为黄色。互补色可用一个颜色环表示，环上任何一个颜色的互补色即为该扇形对顶的另一扇形所对应的颜色。 两种或多种色光混合，可以得到另一种色光。如左面颜环上任何一种色光都可用其相邻两侧的两种单色光混合而制得出来。典型的是黄光可由红光和绿光合成。这一种现象被利用在彩色电视屏幕上，仔细观察，我们可以发现屏幕上黄色画面是由数百个紧密相间的红色和绿色斑点组成。当观众接受了从荧光屏上发射出的红光和绿光后，在眼睛中混合，两种有色光叠加，产生了黄色的感觉。事实上，彩电中各种各样的颜色都是由红、绿、蓝三种基本颜色混合而成。 自然界很少有纯的单色光，我们周围接触到的大多数颜色大多是通过减色混合过程产生的。我们已经知道，一对互为补色的光混合后给人白色感觉。反过来，如果在白光中除去一种补色，则可以观察到另一种补色，例如日光(白光)，如果让它通过一个滤色片，除去蓝绿光，眼睛观察到的将是红光。这种从白光中除去部分色光，得到另一种色光的过程即为减色混合o 物质之所以呈现出某种颜色，一般是由于物质有选择地吸收了白光中的某种波长的光，从而呈现出与之互补的那种光的颜色。例如硫酸铜因吸收白光中的黄光而呈现蓝色，高锰酸钾因吸收白光中的绿光而呈现紫色。如果白光照到物体上无任何色光被吸收，我们看其为白色，反之，如果入射光全被吸收，则物质为黑色。 物质呈现不同颜色是由于对不同波长的光吸收，反射程度不同。那物质为什么又能选择性吸收或反射不同波长的光呢?这主要就与组成该物质的分子、离子的内部结构有关系。 物质是由原子组成，而原子又是由原子核和电子组成。原子有许多能量不同但有个确定值的状态，电子可以从一种状态跳到另一种状态，在跳跃的过程中 同时要吸收一定的能量或者释放出一定的能量。这一能量可以以光的形式提供(吸收)或辐射出来(放出)。 不仅原子，物质的分子或离子也有这种类似的确定的能量状态，分子中电子可在不同状态间跃迁，引起对光的吸收或辐射。物质吸收光后主要就是发生这种跃迁。

颜色的物理特性

颜色的物理特性主要表现于冷暖感觉、大小感觉、远近感觉和轻重感觉等诸方面。

1. 冷暖感

不同的可见光谱波长、不同的颜色刺激人眼，会产生不同的冷暖感觉。在可见光谱长波波段的颜色产生暖的感觉，短波波段的颜色引发冷的感觉。一般而言，红、橙、黄等颜色称为暖色，蓝、青等颜色称为冷色。白黑系列介于两者之间，是中性色。冷暖是相对的，冷暖的程度还与明度、彩度（饱和度）的大小有关系。

2. 大小感

几何尺寸一样、不同颜色的块面看起来大小感觉也并不相同，它与颜色的明度和色调有关联。一般说来，明度大的块面看起来比明度小的块面显得更大些；暖色物体要比冷色物体看起来大一些。

3. 远近感

对不同颜色还会引发远近的感觉，它也与颜色的色调、明度相关。一般而言，在相同视距上观看不同的颜色，暖色看起来近些，而冷色感觉远些；明度高的显得近些，而明度低的显得远些。

4. 轻重感

人眼对不同颜色又会引发轻重的感觉，它主要取决于颜色的明度值。一般说来，明度高的有轻的感觉，明度低的有重的感觉。色调的不同也会对颜色的轻重感有不同程度的影响。

我们能看到的东西，是因为物体反射了阳光。阳光其实它是由红黄蓝绿青蓝紫等颜色组成的，深色的衣服是因为它吸收了光线，所以我们看起来比较暗，浅色就相反。比如蓝色衣服，说明那个染料能把蓝光明显显示给我们的眼睛，别的颜色就被蓝色遮盖了。黑色说明我们看到很少的光。大概就是这样

颜色是光的反射 就像是花朵有不同的颜色一样 反射的红光越多 看到的颜色就约红

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怀宁县13626406449： 为什么会有颜色?颜色的物理本质是什么? - ？
仇傅华佗： 我们能看到的东西,是因为物体反射了阳光.阳光其实它是由红黄蓝绿青蓝紫等颜色组成的,深色的衣服是因为它吸收了光线,所以我们看起来比较暗,浅色就相反.比如蓝色衣服,说明那个染料能把蓝光明显显示给我们的眼睛,别的颜色就被蓝色遮盖了.黑色说明我们看到很少的光.大概就是这样

怀宁县13626406449： 颜色的怎么产生的物理解释 - ？
仇傅华佗： 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

怀宁县13626406449： 颜色是怎么形成的__ - ？
仇傅华佗： 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...

怀宁县13626406449： 颜色是怎么来的?又是怎样形成的呢? - ？
仇傅华佗： 颜色说倒底是人的眼睛对不同光谱的光的一种感知差异,通常说的红橙黄绿青蓝紫对应的是不同波长的光谱,白光是上述不同光谱的一种混合,在自然界中或者通过化学合成产生的某一类结构物质它对光有特定的吸收或者反射特性,一束白光照...

怀宁县13626406449： 物体为什么有颜色?当没光时还是有吗?请详细说明,我想知道本质的,以及他为什么吸颜色和反颜色? - ？
仇傅华佗： 您的这个问题真的很抽像.我说点自己的见解希望对你有帮助. 我觉得物体有颜色这是它的物理性质决定的. 而物体的颜色又分为固有色和环境色两种.我们肉眼平时看到的都是受光的影响下所看到的环境色.但是在完全没有光线的情况下,它的固有色也是存在的.只是我们的眼睛无法感觉到而已.

怀宁县13626406449： 物质显不同颜色的实质是什么 - ？
仇傅华佗： 你这个问题要用光学来解释.光的颜色由光的频率决定.铜离子蓝色,是由于铜离子的电子跃迁时放出的能量转化成光子,光子对应的频率恰好落在蓝色光的频率范围内,所以铜离子看起来是蓝色的.不同物质的电子跃迁时放出的能量不同,所以对应光子的频率不同,表现为颜色不同.你学了物理中的光学后会明白的.

怀宁县13626406449： 什么是颜色?光的什么特性决定了光的颜色?？
仇傅华佗： 光的波长决定颜色1.对于一个物体,它的本质颜色到底是由它本身还是由照到它的光决定的——有本身的物理特性决定的,但显现出的颜色却与外部光照相关,一个白色的纸板,照射红光,显现为红色; 2.如果一束绿光射到不透明绿物体上,绿...

怀宁县13626406449： 有色物质的溶液为什么会有颜色 - ？
仇傅华佗：[答案] 从光学角度,是说溶液对某一种或几种颜色的光的吸收能力很弱,而其余的可见光都被溶液吸收,因此我们看到的溶液的颜色就是除掉被吸收的光后剩下的光的混合颜色.比如说硫酸铜溶液,就是将除蓝光以外所有光都吸收了,只剩下...

怀宁县13626406449： 自然界的颜色是怎么形成的?为什么会有颜色?它们是什么构成的?为什么把A色和B色加起来.可能产生C色呢? - ？
仇傅华佗：[答案] 关于人类对颜色的感觉完全是遗传所决定的,而最关键的是人类可见光谱能量在太阳辐射能量中占有很大比重,可以称这个为人择原理,人类在进化过程中对外界事物所产生的视觉认识.

怀宁县13626406449： 物质的结构与物质的颜色有什么样的关系我想问的是为什么物质会有这样那样的颜色,我也通过网络了解到,颜色是由物质的结构决定的,那么,究竟是什么... - ？
仇傅华佗：[答案] 补充:光属于电磁波的一种,光的固定波长是不会变化的,眼睛接收到的不同波段的电磁波具有不同的颜色既然是结构决定性质那物质的结构肯定也决定了物质的颜色不过其中的原理太过于与复杂真的不是三言两语可以解释清的其...