發表時間:2021-07-20 訪問(wen)量:
白天我們(men)能看見(jian)五彩繽(bin)紛的(de)顏色,但到了晚上(shang)所有的(de)物體都變成黑色。顏色是如何呈現的(de)?與哪(na)些因素相關(guan)?
首(shou)先,不(bu)同的物體會有不(bu)同的顏色(se),所以顏色(se)肯定與物體本身屬性相關。
然后,在(zai)不(bu)同(tong)的光(guang)環境下,同(tong)一個物體會(hui)呈現不(bu)同(tong)的顏(yan)色(se)(se),如下面的蘋(pin)果(guo),在(zai)燈光(guang)下和(he)日光(guang)下顏(yan)色(se)(se)不(bu)同(tong),那說(shuo)明顏(yan)色(se)(se)的呈現于光(guang)源相關

最后,不同的人看同一個物體,也會有不一樣的感受(shou),所以顏色的呈現還與人眼(yan)相關(guan)。
由此(ci)可得(de),物(wu)體(ti)的顏(yan)色呈現與物(wu)體(ti)本身的屬性、光源、人(ren)眼(yan)三(san)個(ge)因素(su)相(xiang)關。如下圖所(suo)示,光源照射在蘋果上,人(ren)眼(yan)感(gan)受到蘋果的顏(yan)色。

可以采用色差儀(yi)辨別(bie)顏(yan)色,其用途用于實驗室顏(yan)色精(jing)確(que)分析與(yu)傳(chuan)遞(di);塑膠電子、油(you)漆油(you)墨(mo)、紡(fang)織服裝印(yin)染、印(yin)刷、紙品、汽車、醫療(liao)、化妝(zhuang)品和食品等行業(ye),在科研機(ji)構、實驗室領(ling)域等行業(ye)顏(yan)色傳(chuan)遞(di)和質量控制方面均有廣(guang)泛應用。

一、光源(yuan)
科學上(shang)的(de)(de)(de)定義,光(guang)是(shi)指所有的(de)(de)(de)電磁波譜,按波長(chang)從大(da)到小可(ke)(ke)分為無線(xian)(xian)電波、紅(hong)外(wai)(wai)線(xian)(xian)、可(ke)(ke)見光(guang)、紫外(wai)(wai)線(xian)(xian)、X射線(xian)(xian)、γ射線(xian)(xian),如圖所示。一(yi)般(ban)人(ren)的(de)(de)(de)眼睛所能(neng)接受的(de)(de)(de)光(guang)的(de)(de)(de)波長(chang)在380~760nm之間(jian)。

電磁波譜
太陽(yang)(yang)是人類最(zui)大(da)的光(guang)源,太陽(yang)(yang)聚變輻(fu)(fu)射光(guang)譜(pu)的99%以上在波(bo)長(chang)0.15~4.0微(wei)米之間,太陽(yang)(yang)光(guang)譜(pu)分布如(ru)圖所示(shi)。這些波(bo)段受大(da)氣(qi)衰減的影響程度(du)各不(bu)相同。可(ke)見光(guang)輻(fu)(fu)射的大(da)部(bu)分可(ke)到達地面,大(da)部(bu)分紫外(wai)光(guang)輻(fu)(fu)射被上層大(da)氣(qi)中的臭氧(yang)吸收(shou),到達地面的太陽(yang)(yang)輻(fu)(fu)射能量(liang)比大(da)氣(qi)上界小(xiao)得(de)多,可(ke)見光(guang)譜(pu)區約(yue)為(wei)40%,紅外(wai)光(guang)譜(pu)區約(yue)為(wei)60%,紫外(wai)光(guang)含量(liang)極(ji)少(shao)。

太陽光譜分布
不同(tong)的(de)光(guang)(guang)源光(guang)(guang)譜分布不同(tong),如白熾燈、藍光(guang)(guang)、紅光(guang)(guang)等(deng)不同(tong)的(de)光(guang)(guang)源各(ge)個波長的(de)成分含(han)量不同(tong)。

白熾燈光譜

藍光光譜

紅光光譜
二(er)、物(wu)體本身屬性
當(dang)光(guang)(guang)照射(she)(she)在物體(ti)上時(shi)(shi),光(guang)(guang)會發生(sheng)透射(she)(she)、反射(she)(she)、散(san)射(she)(she)。當(dang)光(guang)(guang)照射(she)(she)到(dao)透明(ming)(ming)物體(ti)時(shi)(shi),大(da)部分(fen)(fen)的(de)光(guang)(guang)穿透物體(ti),反射(she)(she)和散(san)射(she)(she)的(de)光(guang)(guang)線(xian)只有小(xiao)部分(fen)(fen)。當(dang)光(guang)(guang)照射(she)(she)都非透明(ming)(ming)物體(ti)時(shi)(shi),光(guang)(guang)大(da)部分(fen)(fen)被(bei)反射(she)(she)和散(san)射(she)(she),幾乎沒有光(guang)(guang)透過物體(ti)。不(bu)同的(de)物體(ti)對(dui)各個(ge)波(bo)長的(de)透過率、反射(she)(she)率、折射(she)(she)率等屬性各不(bu)同,所以呈現出不(bu)同的(de)顏(yan)色。透明(ming)(ming)物體(ti)的(de)顏(yan)色由(you)透過物體(ti)的(de)光(guang)(guang)決定(ding),而非透明(ming)(ming)物體(ti)的(de)顏(yan)色由(you)反射(she)(she)和散(san)射(she)(she)的(de)光(guang)(guang)決定(ding)。
比(bi)如(ru)蔚(yu)藍的天空,是由(you)于陽光(guang)進入(ru)大氣時,波長較長的色(se)光(guang),如(ru)紅光(guang),透(tou)過大氣射向地(di)面;而波長短的紫、藍、青色(se)光(guang),碰到(dao)大氣分子、冰晶、水滴等時,發生散射現象。被散射了的紫、藍、青色(se)光(guang)布滿天空,就使天空呈現出一(yi)片蔚(yu)藍了。
當雨后天空中充滿細小的(de)(de)水(shui)滴,當陽光(guang)照射(she)到(dao)這(zhe)些小水(shui)滴時,不同(tong)波長的(de)(de)光(guang)以不同(tong)的(de)(de)角度散射(she)到(dao)天空中,形成(cheng)了彩虹。
三、人眼(yan)
眼是由角膜、虹膜、晶(jing)狀(zhuang)體(ti)、睫狀(zhuang)體(ti)和(he)玻璃體(ti)組成的(de)光學系(xi)統,眼球(qiu)結(jie)構如圖所示。帶有盲點和(he)黃斑的(de)視網膜是感光和(he)信號(hao)處理部分,是構成人眼視覺的(de)關(guan)鍵(jian)部分;視神經與大腦是信號(hao)傳(chuan)輸和(he)顯(xian)示系(xi)統。由于波長(chang)(chang)小(xiao)于300nm和(he)波長(chang)(chang)大于1400nm的(de)光可(ke)被角膜、前房(fang)、晶(jing)狀(zhuang)體(ti)、玻璃體(ti)等(deng)吸收,光輻射能到達(da)視網膜的(de)波長(chang)(chang)范圍是300~1400nm。

眼睛結構
外界(jie)物(wu)體(ti)(ti)反射來的(de)光線,依次(ci)經(jing)過(guo)角(jiao)膜(mo)、瞳孔、晶(jing)狀體(ti)(ti)和玻璃體(ti)(ti),并經(jing)過(guo)晶(jing)狀體(ti)(ti)等的(de)折射,落在(zai)視網膜(mo)上,形(xing)(xing)成一個物(wu)像。視網膜(mo)上有對光線敏感的(de)細(xi)胞。這些細(xi)胞將圖(tu)像信息通過(guo)視神經(jing)傳給(gei)大腦(nao)的(de)一定區域,人就產生了視覺。視覺的(de)形(xing)(xing)成過(guo)程可(ke)表示(shi)為(wei)圖(tu)所(suo)示(shi)。

視覺形成
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