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發(fā)表時間:2021-07-20 訪問量:
白天我們能看見五彩繽紛的顏色,但到了晚上所有的物體都變成黑色。顏色是如何呈現(xiàn)的?與哪些因素相關(guān)?
首先,不同的物體會有不同的顏色,所以顏色肯定與物體本身屬性相關(guān)。
然后,在不同的光環(huán)境下,同一個物體會呈現(xiàn)不同的顏色,如下面的蘋果,在燈光下和日光下顏色不同,那說明顏色的呈現(xiàn)于光源相關(guān)
最后,不同的人看同一個物體,也會有不一樣的感受,所以顏色的呈現(xiàn)還與人眼相關(guān)。
由此可得,物體的顏色呈現(xiàn)與物體本身的屬性、光源、人眼三個因素相關(guān)。如下圖所示,光源照射在蘋果上,人眼感受到蘋果的顏色。
可以采用色差儀辨別顏色,其用途用于實驗室顏色精確分析與傳遞;塑膠電子、油漆油墨、紡織服裝印染、印刷、紙品、汽車、醫(yī)療、化妝品和食品等行業(yè),在科研機構(gòu)、實驗室領(lǐng)域等行業(yè)顏色傳遞和質(zhì)量控制方面均有廣泛應(yīng)用。
一、光源
科學(xué)上的定義,光是指所有的電磁波譜,按波長從大到小可分為無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線,如圖所示。一般人的眼睛所能接受的光的波長在380~760nm之間。
電磁波譜
太陽是人類最大的光源,太陽聚變輻射光譜的99%以上在波長0.15~4.0微米之間,太陽光譜分布如圖所示。這些波段受大氣衰減的影響程度各不相同??梢姽廨椛涞拇蟛糠挚傻竭_地面,大部分紫外光輻射被上層大氣中的臭氧吸收,到達地面的太陽輻射能量比大氣上界小得多,可見光譜區(qū)約為40%,紅外光譜區(qū)約為60%,紫外光含量極少。
太陽光譜分布
不同的光源光譜分布不同,如白熾燈、藍光、紅光等不同的光源各個波長的成分含量不同。
白熾燈光譜
藍光光譜
紅光光譜
二、物體本身屬性
當光照射在物體上時,光會發(fā)生透射、反射、散射。當光照射到透明物體時,大部分的光穿透物體,反射和散射的光線只有小部分。當光照射都非透明物體時,光大部分被反射和散射,幾乎沒有光透過物體。不同的物體對各個波長的透過率、反射率、折射率等屬性各不同,所以呈現(xiàn)出不同的顏色。透明物體的顏色由透過物體的光決定,而非透明物體的顏色由反射和散射的光決定。
比如蔚藍的天空,是由于陽光進入大氣時,波長較長的色光,如紅光,透過大氣射向地面;而波長短的紫、藍、青色光,碰到大氣分子、冰晶、水滴等時,發(fā)生散射現(xiàn)象。被散射了的紫、藍、青色光布滿天空,就使天空呈現(xiàn)出一片蔚藍了。
當雨后天空中充滿細小的水滴,當陽光照射到這些小水滴時,不同波長的光以不同的角度散射到天空中,形成了彩虹。
三、人眼
眼是由角膜、虹膜、晶狀體、睫狀體和玻璃體組成的光學(xué)系統(tǒng),眼球結(jié)構(gòu)如圖所示。帶有盲點和黃斑的視網(wǎng)膜是感光和信號處理部分,是構(gòu)成人眼視覺的關(guān)鍵部分;視神經(jīng)與大腦是信號傳輸和顯示系統(tǒng)。由于波長小于300nm和波長大于1400nm的光可被角膜、前房、晶狀體、玻璃體等吸收,光輻射能到達視網(wǎng)膜的波長范圍是300~1400nm。
眼睛結(jié)構(gòu)
外界物體反射來的光線,依次經(jīng)過角膜、瞳孔、晶狀體和玻璃體,并經(jīng)過晶狀體等的折射,落在視網(wǎng)膜上,形成一個物像。視網(wǎng)膜上有對光線敏感的細胞。這些細胞將圖像信息通過視神經(jīng)傳給大腦的一定區(qū)域,人就產(chǎn)生了視覺。視覺的形成過程可表示為圖所示。
視覺形成
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