可见光谱

可见光谱,第1张

可见光谱 可见光波长范围为什么说光谱中没有粉色?那我们为什么还能看到它?

我们都被自己的眼睛骗了,对于不同生物来说,看到的颜色并不相同。

对于狗来说,“粉红色”其实是黄色;对于壁虎来说,“粉红色”可能偏紫色、蓝色;但我们看到的却是“粉红色”。

如果这三种生物一起去找上帝评理的话,那么可能上帝也无法说清楚该物体究竟是什么颜色,因为在他眼里“粉红色”可能是绿色。

那么问题来了,明明是同一个物体,为什么大家看到的“颜色”却不相同呢?“看不见的颜色”以声波为例,我们只能听到20Hz~20kHz的声波,低于20Hz被称为次声波,高于20KHz被称为超声波。

无论是次声波还是超声波人类都无法听到,然而其他动物接受到的光波范围和人类不同,所以人类听不到的声波,动物们可以听到。

颜色也是同样的原理,颜色的形成离不开光波,人类可以看到的光波叫作可见光范围。

其中就有部分生物,能够看到人类看不到的紫外线,比如:鸟类。

如果鸟类会说话,它们会叽叽喳喳地对你描述这世界颜色有多丰富,但你会听得一头雾水,因为无论它怎么描述,你也想象不出这种颜色究竟是什么样子。

之所以会如此,是因为你和鸟类拥有的视锥细胞不同。

视锥细胞虽然太阳光线看起来没有颜色,但实际上太阳光是一种复合光,含有多种不同的光子。

这一点牛顿曾用三棱镜做过实验。

当太阳光照射到物体上时,物体会选择性吸收一些光,并反射一种光。

比如:我们看到的红色物体,其实并不是它自己发出红色光,而是它将太阳中的其他颜色光子吸收掉,只允许红色光子通过。

当红色光子被我们人类捕捉到时,我们才会觉得这是红色。

但是,“红色”这种颜色并不一定就真的是红色,而是人类的红色视锥细胞让你看到了“红色”。

人类拥有三种不同的视锥细胞,分别是:红色、绿色、蓝色。

这三种颜色也被称为“光学三原色”。

当这三种颜色按照不同的比例叠加时,此时就形成了不同的颜色。

再加上眼睛里还有视杆细胞,这种细胞可以控制物体颜色的深浅,比如:视锥细胞分辨出是红色,而视杆细胞可以分辨出是浅色。

当视杆细胞和锥细胞等叠加之后,我们就看到了“粉红色”。

因此,尽管人类只有3种视锥细胞,但人类能够看到的颜色是几百万到几千万种色彩。

动物看到的颜色为什么和人类不一样?之所以动物看到的色彩和人类不一样,其实是因为不同动物拥有的视锥细胞不同,比如:人类只有3种视锥细胞,但狗只有两种视锥细胞:黄色和蓝色,没有红色视锥细胞。

所以它们看到的色彩是这两种视锥细胞的组合成的颜色,但是看不到红色系的颜色。

因此,狗狗看到的世界远远没有人类看到的色彩丰富。

研究发现:狗子能够看到的色彩,大约只有1万多种,远低于人类能看到的几百万种。

但是,人类也不要沾沾自喜,因为鸟类看到的世界远比我们看到的要精彩的多,这是因为它们拥有四种视锥细胞,能够看到上亿种不同的色彩。

之所以会如此,是因为每多一种视锥细胞,组合程度可以呈指数级增加,组合出更多的颜色,所以当我们看到“黑色”的乌鸦时,没准在同类眼里它的羽毛比其他鸟类更绚丽多彩。

色盲和色多症除了动物和人类看到的色彩不一样之外,人类之间能够看到的色彩也不相同,比如:色盲症以及色多症。

正常人类只会拥有三种视锥细胞,但是色盲症只会拥有其中两种,所以它们有时分辨不清物体的颜色。

还有一种色多症,也就是拥有4种视锥细胞的人,他们能够看到更多的颜色,甚至是紫外线,所以有一些颜色只有他们能看到。

总结“颜色”对于不同的生物而言,具有不同的特征,比如:狗子看不到粉红色,鸟类看到的粉红色在我们看来根本不是粉红色。

之所以会如此,是因为不同的生物拥有不同的视锥细胞。

但是不管什么生物,能够看到色彩的原理都是:光子进入到眼睛,经过眼睛内部的细胞“翻译”给大脑之后,大脑反馈给我们的信息,就是我们看到的色彩。

为什么说世界上不存在粉红色?那我们为什么还能看到它?这里所说的世界上不存在粉色的意思是,在太阳的连续可见光谱中,不存在与粉红色对应的光子,下面就是太阳的可见光谱,确实找不到粉红色!所以说这个世界上不存在粉红色!对许多人来说,粉红色是一个科学之谜,一种甚至在彩虹中都没有出现的颜色,那我们的眼睛是如何看到的?答案就在于色彩理论。

眼睛中的视锥细胞和视杆细胞与色彩三原色(品红、黄、青)不同,当我们说到视觉、视频制作时,三原色是红色、绿色和蓝色。

在我们眼球的后部,在薄薄的感光视网膜上,有数百万的视杆细胞和视锥细胞。

所有的杆状细胞(全部1.2亿个)都是一样的,每个都很敏感,但只对光线的强弱、缺失有反应。

另一方面,视锥细胞(只有600 - 700万个)有三种类型,它们对红色、绿色和蓝色敏感的,就是负责看颜色的!光既是粒子又是波,和水波一样,以一定的频率振动。

我们看见的可见光大约以每秒4亿次的速度快速振荡。

紫色在可见光谱的一端频率最快,而红色(在可见光谱的另一端)频率最慢。

光谱中以特定频率移动的其他颜色是靛蓝色、蓝色、绿色、黄色和橙色。

粉红色不是可见光谱的一部分,没有一个特定的频率。

当太阳的光线照射到一个物体上时,所有的光谱颜色都会表现出来,但大多数颜色都会被物体吸收。

反射最多的颜色就是我们眼睛看到的颜色。

例如,香蕉,吸收了除黄色以外的所有颜色。

当所有的颜色都被吸收时,我们看到的就是黑色,当所有的颜色都被反射时,我们看到的就是白色。

当光线到达眼睛后部的视网膜时,会照射到视杆细胞和视锥细胞。

在光线昏暗的情况下,视杆细胞就会移动到前方控制我们的视觉。

由于视杆细胞只能探测到是否有光,或者光的强度,在这种情况下,我们分别不出颜色,只能在黑暗的情况下看到模糊的物体。

也就是说在弱光的环境下,视杆细胞就像我们的夜视仪一样。

在光线明亮的环境下,视锥细胞就开始工作了,我们除了能看到物体,世界也会变得更加丰富多彩。

光学三原色:红色、绿色和蓝色(RGB)通常由各自的视锥细胞检测。

但是要看到其他颜色就有点复杂了。

我们如何看到红色、绿色和蓝色以外的颜色以黄色为例。

不同颜色的光子有不同的波长,但是我们的眼睛缺少对黄色敏感的视锥细胞。

那怎么办?这时黄色光就激活红色和绿色视锥细胞,它们一起发出信号,传递给大脑。

大脑将红色和绿色的信息转换成黄色。

同样地,蓝色的视锥细胞与绿色的视锥细胞同时被激活一起产生青色,与红色的视锥细胞一起产生品红色。

有时,一种类型视锥细胞占主导地位(被全部激活),而另一种只是部分激活。

例如,紫色会完全激活蓝色视锥细胞,但只会部分的激活红色视锥细胞。

然而,橙色和棕色都以红色为主,绿色只被部分激活。

有些颜色需要三种视锥细胞同时工作。

当所有的视锥细胞都完全激活时,就会出现白色,没有视锥细胞被激活时,就会出现黑色。

当所有三种类型的视锥细胞被同时部分激活时,就会出现灰色。

当然颜色的强度,也就涉及到某种视锥细胞被激活的强度,而亮度就完全由视杆细胞负责。

总结:颜色只是大脑中的感觉粉红色(淡粉色,不是品红色)属于最后一类。

要被我们感知,它需要完全激活红色视锥细胞,而绿色和蓝色的视锥细胞只部分激活。

然而,这些颜色中包括青色、棕色、品红以及粉红色,在可见光谱中并不存在,但我们却把它们视为不同的颜色。

正是因为这个原因,一些人认为颜色感知“实际上并不是光或反射光的物体属性,而是在大脑中产生的一种感觉。

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