彩虹其实是利用光的折射,将太阳光分散成为七彩条带的, 300年前,“牛顿”利用“三棱镜”将太阳光也是分散成七彩条带,一代一代的科学家不断的努力,最终证实所看到的这条七彩条件,就是所谓的可见光谱。
图解:“牛顿”利用“三棱镜”将太阳光分散成七彩条带
可见光谱·“七彩条带”
这条“七彩条带”里面包含我们人类所有可见光的全部组合,其实有一种颜色并不在“可见光谱”之中,这个颜色就是“紫”色,有些把它叫“粉红”,也有些人把它叫“紫红”。其实它的学名叫做“品红”。
既然说可见光谱里面包含了所有人类可以见到的光全部组合,那“品红”从哪来的?
用肉眼看到光谱的方法非常简单,那就是让光源通过小缝入射至“三棱镜”,然后直接观察就可以了。
虽然说太阳光,看起来是一束白色光,但是通过“三棱镜”它其实是有很多种不同颜色的光组合而成的,而每一种不同颜色的光都具有不一样的波长,不同波长的光在“三棱镜”中的折射率不一样,在经过折射之后,它们出现了色散,所以我们能够通过“三棱镜”看到可见光谱,无论怎样挪动“三棱镜”,在折射率不变的情况下,它们的相对位置是固定不变的。
图解:太阳光或光源通过“三棱镜”折射出来的效果
“三棱镜”光谱分解之后会出现什么样的情况?
点亮一个能发出1600万种不同颜色的智能灯泡,通过“三棱镜”把光谱折射出来投影在屏幕上。
第一、 把这个小灯泡点亮并且切换成红色,红色光在透过了小缝经过“三棱镜”进行光谱分解之后,呈现了一条清晰明亮的“红线”。
第二、把它切换成绿色,清晰的“绿线”出现了。
第三、切换成蓝色,“蓝线”。
第四、 如果把这三个不同颜色合在一起看,就会发现“红线、绿线和蓝线”这三条线的位置是不同的,这说明小灯泡在发出“红光、绿光和蓝光”的时候,它发出了三种完全不同波长的光。
第五、但把小灯泡切换成“黄色”的时候,(还记得刚才上面用太阳光折射出来的颜色吗?牛顿通过“三棱镜”折射太阳光得出的可见光谱图),光谱里面是有“黄线”的,但是小灯泡发出了“黄颜色”的光,它的光谱分解却是一条“红线”和“绿线”。
第六、把它切换成青色,可以看到有两条明显的线,一条是“绿色”,另一条是“蓝色”。
第七、 把它切换成白色,可以看到有三条明显的线,一条是“绿色”,另一条是“蓝色”和一条“红色”。
为什么可见光谱中没有出现我们日常生活中的颜色?
其实这是“混色原理”的作用。
跟人眼的构造有关,我们每个人的人眼里大概都有600~700万个感知颜色的细胞,因为它们长的形状像“锥子”一样,所以生物学家们亲切地称它们为“视锥细胞”。而这样的细胞又分为三大类:
第一类、它们对红颜色的光特别敏感,当它们看到红色光的时候,它们就会被激发,然后告诉脑袋,我看到红色光了,这一类就称之为“红色视锥细胞”。
第二类、它们对绿颜色的光特别敏感,这一类就称之为“绿色视锥细胞”。
第三类、它们对蓝颜色的光特别敏感,这一类就称之为“蓝色视锥细胞”。
从生物学的定义上来讲,我们只能看到红色、绿色和蓝色。
那为什么我们能看到“黄色”?
这是因为在可见光谱中的黄色是与红色和绿色相邻的,当看到黄色的时候,部分“红色视锥细胞”会被激发,同时“绿色视锥细胞”也会被激发,这个时候,就相当于同时有“红色视锥细胞”和“绿色视锥细胞”向大脑发送信号,当大脑发现同时有“红色视锥细胞”和“绿色视锥细胞”信号的时候,就是看到了一个介于“红色”和“绿色”之间的光,而这个时候就能看到“黄色”了。
图解:“混色原理”红+绿=黄
那“青色”呢?
小灯泡同样没有像太阳一样,发出“青色”的光,而是发出了一条“绿光”和“蓝光”,这个时候“绿色视锥细胞”和“蓝色视锥细胞”会同时被激发,然后大脑就会在绿色和蓝色中间制造出一种颜色,就会发现绿色和蓝色中间正好是“青色”,所以就能看到“青色”光了。
图解:“混色原理”蓝+绿=青
结语
当我们把小灯泡调整为“品红”的时候,一条红色和一条蓝色,如果按照我们刚才讲的逻辑,这个时候大脑会把在光谱上红色与蓝色中间的那个光模拟出来。光谱上红色与蓝色中间的那个颜色应该是“绿色”。
问题来了,虽然说,红色与蓝色中间的颜色是绿色的,但是呢,“绿色视锥细胞”并没有被激发,你可别小看你的大脑,它可不傻,如果“绿色视锥细胞”没有被激发的话,那说明你一定没有看到绿色,那这个时候你到底看到什么颜色呢?
其实啊,当遇到红色光与蓝色光的时候,大脑扮演了一个特别重要的角色,就是它真的是凭空创造了一个“新的颜色·品红色”,之所以我们把“品红色”叫做一个“新的颜色”,原因是区别于你刚才看到的黄色和青色,“品红色”并不存在于可见光谱之间,能看到的所有“品红色”都是来源于红色光与蓝色光的叠加,“品红色”并没有波长。
图解:红+蓝=“品红色”
号称能发出1600万种不同颜色的小灯泡,其实它只能发出三条光谱:“红、蓝、绿”。