人的耳朵只能覺(jué)得到電磁光譜中很窄的一段，這段就是可見(jiàn)光。可見(jiàn)光中不同的波長(zhǎng)（頻度）導(dǎo)致人的不同顏色覺(jué)得（藍(lán)色：770～620nm、橙色：620～600nm、黃色：600～580nm、綠色：580～490nm、藍(lán)色：490～450nm、紫色：450～400nm），因而物體的顏色是由射入人眼的光波頻度（或波長(zhǎng)）決定的。自然界的物體有豐富的色調(diào)，而產(chǎn)生各類顏色的動(dòng)因卻是個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題，下邊只從兩方面簡(jiǎn)略地予以介紹。
發(fā)光體的顏色
發(fā)光物體即光源，光源可分兩大類，一類是熱幅射光源，另一類是非熱幅射光源。
01
熱幅射光源的顏色
熱幅射光源的發(fā)射波譜都是連續(xù)波譜，而波譜中各類色光成份的組成與發(fā)光體的濕度有關(guān)。氣溫越高，波譜中高頻率部份（可見(jiàn)光中的藍(lán)、紫色光以及紫外線）越多，氣溫越低，波譜中低頻率部份（可見(jiàn)光中的紅、橙色光以及紅外線）越多；因而熱幅射光源的顏色與氣溫有對(duì)應(yīng)關(guān)系。星體發(fā)光就是熱幅射，天文學(xué)上就根據(jù)顏色把星體分為青、白、黃、紅4個(gè)等級(jí)。曾經(jīng)，老工人按照經(jīng)驗(yàn)判別煉鐵爐里鐵水的氣溫，就是靠嘴唇觀察顏色；如今，可采用光電比色儀等精密儀器來(lái)手動(dòng)判定，但原理依然相同。
02
非熱幅射光源的顏色
如在幅射過(guò)程中物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生物理變化（如燃燒）的叫物理發(fā)光；用外來(lái)的光或任何其他幅射不斷地或預(yù)先地照射物質(zhì)而使之發(fā)光的過(guò)程叫光致發(fā)光（如螢光、磷光）；由電場(chǎng)作用導(dǎo)致的幅射過(guò)程叫場(chǎng)致發(fā)光（如電弧放電、火花放電、輝光放電）；通過(guò)電子轟擊也可以導(dǎo)致固體（如個(gè)別礦物）形成幅射這叫陰極發(fā)光。這種非熱幅射光源幅射的電磁波的頻度，跟物質(zhì)內(nèi)分子、原子、電子的基態(tài)躍遷有關(guān)。所以非熱幅射光源的顏色就由基態(tài)躍遷時(shí)幅射的光子能量（或光的頻度）決定。下邊，我們只介紹日常生活中常見(jiàn)的光致發(fā)光和場(chǎng)致發(fā)光顏色的動(dòng)因。
如將含金屬的脂類裝入火焰中，會(huì)形成迸發(fā)態(tài)的金屬原子，按照玻爾原子理論，當(dāng)迸發(fā)態(tài)的金屬原子回到能級(jí)時(shí)，由于不同的原子有不同的基態(tài)排列，所以不同的金屬脂類幅射的光子能量不同，也就是顏色不同，這就是煙火的各類顏色配方的來(lái)歷。這就是光致發(fā)光。
還有些物質(zhì)被迸發(fā)后，再螢光放射，發(fā)射出某一特殊的顏色葉綠素?zé)晒猬F(xiàn)象的原理，這是由于物體吸收能量后電子被迸發(fā)至高基態(tài)，物質(zhì)再以吸熱和發(fā)光（螢光）的方式將能量釋出而回到能級(jí)所致。諸如螢光漆在遭到藍(lán)光照射時(shí)，呈現(xiàn)出藍(lán)色的現(xiàn)象，是由于螢光漆吸收了高能量的藍(lán)光后先放出部份能量，再放出低能量的藍(lán)色螢光回到能級(jí)引起的。
霓紅燈、鈉汽燈、水銀燈、日光燈，都是借助放電（即電子撞擊）來(lái)迸發(fā)二氧化碳原子，實(shí)現(xiàn)原子躍遷發(fā)光的。霓虹燈充入不同的二氧化碳，而每種二氧化碳原子都有自己的特點(diǎn)譜線葉綠素?zé)晒猬F(xiàn)象的原理，所以不同的二氧化碳原子躍遷發(fā)光的頻度各異，顏色也就不同。月球南北極的極光現(xiàn)象，是太陽(yáng)黑子形成的太陽(yáng)風(fēng)吹向月球，其中一些高能量的粒子（如電子、質(zhì)子等）在地磁場(chǎng)的作用下以螺旋路徑步入南北極，在南北極上空與大氣中的氧、氮分子碰撞，氧、氮分裂為原子，并被迸發(fā)而發(fā)光，因而極光現(xiàn)象可視為自然界的霓虹燈。并且像日光燈和馬路上的水銀燈，這類燈光伴有相當(dāng)強(qiáng)的紫光及紫外線，因而在鎮(zhèn)流器壁上涂一層螢光粉，螢光粉可以吸收紫外線而放出較底能量的可見(jiàn)光。不同的螢光粉由不同的原子組成，因而有不同的基態(tài)排列，所以涂了不同螢光粉的鎮(zhèn)流器就會(huì)形成不同的顏色。這就是場(chǎng)致發(fā)光。
非發(fā)光體的顏色
它與物體本身的性質(zhì)有關(guān)，也與入射光的頻度成份有關(guān)。當(dāng)光射到物體上時(shí)，某波長(zhǎng)的能量與物質(zhì)內(nèi)原子的振動(dòng)能或電子發(fā)生躍遷所需的能量相同時(shí)，光就易被吸收，其他波長(zhǎng)的光就不易被吸收。物質(zhì)對(duì)光的選擇吸收決定了物體各自的顏色。吸收光幅射或光能是物質(zhì)的通常屬性。下邊具體剖析白光照射物體的情況。白光照射到物體表面時(shí)，其中一部份光被物體散射或反射（對(duì)于透明物體還有一部份透過(guò)物體），另一部份光則被物體吸收。所以人們見(jiàn)到的是物體的反射光顏色、散射光顏色、透射光顏色。
01
反射光的顏色
反射光的顏色是指物體表面層對(duì)光的直接反射而產(chǎn)生的顏色，這種反射光遵循反射定理。
當(dāng)光與物質(zhì)本身沒(méi)有其他作用即沒(méi)被吸收全部直接反射時(shí)，表面色通常為黃色。同一個(gè)物體在不同的光源照射下可以呈現(xiàn)不同的顏色，就是因?yàn)椴煌墓庠窗l(fā)射的光波頻度成份不同且該光被直接反射射入人眼而導(dǎo)致的。
復(fù)色光（白光）照射時(shí)，物體有多種色調(diào)，而使用單色光照射物體，則只能呈現(xiàn)一種顏色或青色。由于物體表面（非常是一些染料）在反射過(guò)程中有強(qiáng)烈的選擇吸收作用，因此表面色為某種特定的顏色。例如，葉子的紅色是由于葉綠素將白光中的綠光和藍(lán)光吸收進(jìn)行光合作用，而反射出剩余的紅光。染料這些有機(jī)化合物在可見(jiàn)波譜區(qū)及近紫外和近紅外區(qū)有顯著的吸收特點(diǎn)。染料在陽(yáng)光照射下，除反射跟它相同的色光以外，還反射一些它的近鄰色光。諸如黃染料不僅反射黃光，還反射一些它的近鄰色光橙光和紅光，同時(shí)吸收其他色光；藍(lán)染料不僅反射藍(lán)光，還反射一些他的近鄰色光紫光和紅光，同時(shí)吸收其他色光；這兩種染料混和在一起，就只反射交叉部份———綠光，其他色光均被吸收，混和染料就呈紅色了。
02
干涉色
干涉色則是因?yàn)楸砻鎸樱ㄓ袝r(shí)是附著層或鍍膜）的反射光干涉作用使某種色光得到強(qiáng)化，某種色光減小而產(chǎn)生的顏色。諸如陽(yáng)光下油膜和香皂泡的顏色，攝像機(jī)鏡頭增透膜的顏色等。
03
散射光和透射
光的顏色當(dāng)光束通過(guò)光學(xué)性質(zhì)不均勻的物質(zhì)時(shí)，從側(cè)向可以看見(jiàn)光，這叫光的散射。瑞利定理強(qiáng)調(diào)，散射光中長(zhǎng)波占優(yōu)勢(shì)。所以用強(qiáng)光束照射裝滿水的玻璃容器，水底加幾滴果汁使之成為混濁物質(zhì)時(shí)，從側(cè)向觀察白光散射，散射光帶青灰色。從面對(duì)入射光的方向看，通過(guò)散射物質(zhì)的光即透射光，因?yàn)槿狈α碎L(zhǎng)波成份，便變得比較紅。早晨日出或下午日落時(shí)，看見(jiàn)太陽(yáng)呈白色，也是這么，即此時(shí)太陽(yáng)光幾乎平行于地面，穿過(guò)的大氣層最厚，所有波長(zhǎng)較短的藍(lán)光等幾乎都側(cè)向散射，僅存下波長(zhǎng)較長(zhǎng)的綠光抵達(dá)觀察者所致。俯視天空觀察散射光則是淺黃色（金色海洋的動(dòng)因也如此）。正午時(shí)太陽(yáng)所穿過(guò)的大氣層最薄，散射不多，故太陽(yáng)仍呈紅色。
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