颜色是能量
光是一种电磁波 。麦克斯韦电磁理论描述了电流(变化的电场)会产生磁场 , 反过来磁场也可以发电,产生一圈又一圈交替前进的电磁波 。
光波就像水波一样,传播很远 。如果深入微观层面 , 光会以称为光子的离散粒子流的形式出现,在量子力学中称为波粒二象性 。
既然是波,就有波长和频率 。从光子的角度来看 , 不同波长的光表现为不同能量的光子 。光子可以理解为一次一个粒子 。波长越短 , 单个光子的频率越高,能量越强 。
人类只能看到一小部分光 。宇宙射线能量超高 , X射线可以通过透视“射” 。还有收音机、微波炉、红外线, 紫外线 , 等 。这些人类看不见,但都属于电磁波 。
人眼可见的光叫可见光 , 但因人而异 。动物的可见光和人类的不同 。例如 , 蜂鸟和蜜蜂可以看到紫外线,而蛇可以看到红外线 。因此 , 遇到蛇时,假装是石头是没有用的 。在蛇的眼里 , 你的颜色比周围的石头还黑,因为你不停地释放热量(红外线) 。为什么科学家一睁眼就说“粉色”不存在?
所有事物之所以有不同的颜色 , 是因为它们是由不同的原子和分子组成的 。不同的原子在原子核外的电子分布是不同的,这决定了物质可以吸收哪些光子,不需要哪些光子 。如果不深入量子力学 , 这个不难理解 。
如果一束不同能量的光子跑过来,电子想吸收光子,但挑食 。它需要保证吃掉这个光子,它才能够上升到更高的能级轨道 。
换句话说,光子的能量一定是两个不同能级轨道的能量差 。这个能量差可以是一阶轨道和二阶轨道 , 或者1和3,或者2和3,所以一个原子可以同时吸收几个不同能量的光子 。
因此 , 当光照射到原子上时,原子会让它挑选出来的光子通过 。这是原子的光学性质,不同的原子有不同的光学性质 。这个特征就是人眼的颜色,所以颜色的本质就是不同能量的光子或者不同波长(频率)的电磁波 。
阳光
阳光看起来是白色的 。其实是大量可见光和一些紫外线、红外线的混合物 。通过棱镜片(不同频率的光在同一介质中有不同的折射角) , 可以变成多色光,或者各种不同能量的光子流 。
当阳光照射在物体上时,物体吸收的光子是不同的,因为组成物体的原子和分子不同 。例如 , 植物可以吸收大部分可见光进行光合作用,但它们对绿光不感兴趣,所以大多数植物在我们看来是绿色的 。
如果你继续深入思考,你会发现光的能量是不一样的 。为什么要用颜色来表达?
光信息生物转化的大概率是在长期进化中形成的 。光子的能量很难区分,不同的能量代表不同的信息 。一些生物可以很容易地获得他们想要的食物或能量,并通过将光转换成颜色来识别外部威胁的信息 。这种生存优势在生命的进化中得以保留,所以我们看的是色彩世界而不是能量世界 。人类将能量转化为颜色的机制是基于感光细胞 。
接收机构
不同动物的感光细胞是不同的 。虽然植物反射的光子对人类来说是绿色的,但对狗来说是白色的 。
人类有三种感受颜色的锥细胞,分别对红、绿、蓝三种波段的光敏感 。就像画家的调色板一样 , 我们可以把这三种可以接收的基本颜色组合起来,加上调节灰度的杆状细胞,组合出大量的颜色呈现给大脑 。为什么科学家一睁眼就说“粉色”不存在?
画家手中的颜料越多,能带出的色彩就越多 。能接收蓝光和黄光的视锥只有两种,所以感觉不到红色 , 因为蓝黄加灰度调节不了红色,更别说粉色了 。
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