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我们生活在一个充满光的世界里,那么光的本质是什么?

从本质上来说,光就是电磁波,整个电磁波谱都属于广义光的范畴。而我们人类眼睛能够看到的光叫可见光,是电磁波谱中一个窄窄的波段。

电磁波有波长和频率两个特性,电磁辐射能量越强,频率越高,反之,能量越低,波长越长。按照电磁波频率或者波长把各种电磁波排列起来,就是电磁波谱。按照每种电磁波频率从低到高,波长从长到短排列,整个电磁波谱为:无线电波(包括长波、中波、短波、微波)、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。

人眼睛只能够看到可见光,波段在380nm~760nm之间。而无线电波波长最长,从0.1mm到3000m;伽马射线波长最短,只有0.1pm~1pm(万亿分之一米)。频率则正相反,无线电波频率最低,在3kHz~300GHz,γ射线可达到10^24Hz。

我们人类观测所有的事物都是依赖电磁波,可见光和不可见光,都是人类观测利用的工具。不管是对遥远深空天体的观测,还是对微观世界原子级甚至粒子的观测,都是利用电磁波。比如可见光有光学望远镜、显微镜,不可见光有射电望远镜、射线望远镜、电子显微镜等等。

我们人类肉眼看到的一切,都是利用可见光。可以说,没有可见光,人类就两眼一抹黑,什么也看不到。

整个电磁波谱波段从万亿分之一米到3000米甚至更长这么一个范围,可见光波段只占有380nm~760nm这么一小段,总长只有380nm。一纳米为一亿分之一米,也就是说可见光只有百万分只3.8米这么一段,约一个病毒大小。

我们看到彩色的世界其实都是光的杰作,是人眼和人脑经过百万年进化对可见光适应,并且对不同波段光敏感区分的结果。人眼是一个非常复杂的器官,视网膜内有800万个左右的视锥细胞,1.25亿个视杆细胞,这些细胞在人的眼中,把可见光区分出了无数小段,每一个小段都能够反映出不同的颜色。

我们通常看到的光都是复合光,如阳光、灯光等,一般都是以无色或称为白色出现。实际上每一纳米不同波段的可见光,都有不同的颜色,混合在一起,就成为无色光。通过棱镜可以把复合光色散分离出来,就能够看到光谱了。

这是人们为了更好地表述利用光谱颜色,而把光大致分出的颜色。这七色光紫色波长最短,红色波长最长,具体大致为:紫色380~450nm,蓝色450~480nm,青色480~490nm,绿色490~570nm,黄色570~590nm,橙色90~620nm,红色620~760nm。

实际上,这七色是慢慢过度的,并非断崖式分开的,在一些不同的资料中有不同的分色法,七色波长也是大致的,各有出入。七色光不同的量的混合,理论上能够得到无数的色彩。仅在计算机里,通过红、黄、蓝三基色调和,用1个byte表示一个颜色分量,可划分出0~256范围,组成16777216种颜色。

在光源的照射下,各种物体对光的吸收、反射、折射、衍射的不同,就会显示出不同的颜色。

这个过程是:光线照射到某物体上,物体吸收了一部分波段的光,反射一部分波段的光,这些反射光混合成为某种颜色,实际上就是被吸收光的补色。如阳光照射到树叶上,树叶吸收了处于380nm~450nm波段的紫光,而其他颜色的光被反射出来,混合而成映入我们眼帘的就是黄绿色。

不同的物体对不同波段的光吸收度不一样,吸收掉的光我们就看不到了,没有吸收的光反射出来就呈现在我们眼中各式各样的色彩,由此我们就看到了色彩斑斓的世界。

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