光学的互补色(20210426204603)

1、光学的互补色 人们感知的物体颜色涉及到色彩学、光学、化学及生理学等不同学科。 1、光的色学性质 1666年，英国科学家牛顿第一个揭示了光的色学性质和颜色的秘密。他用实验 说明太阳光是各种颜色的混合光，并发现光的颜色决定于光的波长。下表列出了 在可见光范围内不同波长光的颜色 不同波长光线的颜色 为对光的色学性质研究方便，将可见光谱围成一个圆环，并分成九个区域（见图）， 称之为颜色环。颜色环上数字表示对应色光的波长，单位为纳米（ nm ），颜 色环上任何两个对顶位置扇形中的颜色，互称为补色。例如，蓝色（435 480nm ）的补色为黄色（580595nm ）。通过研究发现色光还具有下列 特性：（I

2、 ）互补色按一定的比例混合得到白光。如蓝光和黄光混合得到的是 白光。同理，青光和橙光混合得到的也是白光；（2 ）颜色环上任何一种颜色 都可以用其相邻两侧的两种单色光，甚至可以从次近邻的两种单色光混合复制出 来。如黄光和红光混合得到橙光。较为典型的是红光和绿光 混合成为黄光；（3 ） 如果在颜色环上选择三种独立的单色光。 就可以按不同的比例混合成日常生活中 可能出现的各种色调。这三种单色光称为三原色光。光学中的三原色为红、绿、 蓝。这里应注意，颜料的三原色为红、黄、蓝。但是，三原色的选择完全是任意 的；（4 ）当太阳光照射某物体时，某波长的光被物体吸取了，则物体显示的 颜色（反射光）为该色光的补

3、色。如太阳光照射到物体上对，若物体吸取了波长 为400435ntn的紫光，则物体呈现黄绿色。这里应该注意：有人说物体 的颜色是物体吸收了其它色光，反射了这种颜色的光。这种说法是不对的。比如 黄绿色的树叶，实际只吸收 了波长为400435urn的紫光，显示出的黄绿 色是反射的其它色光的混合效果，而不只反射黄绿色光。 2、人的色觉特点 不同波长的光照射到人眼视网膜上，将给大脑不同的感觉，这种感觉称为色觉。 人们就是凭自 己的色觉来辨别物体的颜色，一般人的眼睛可分辨120多种颜 色，如果在不同颜色的相互补充、相互衬托之下，有经验的人可分辨13000多 种颜色。人眼为什么能分辨这么多种颜色呢？现代科学

4、研究认为：人眼中的锥状 辨色细胞有三种，每一种细胞擅长接收一种颜色的光，但对可见光内所有波长的 光也能发生程度不同的反应。这三种锥状辨色细胞分别对红、绿、蓝色光最敏 感。因此，人们选择这三种颜色作为光的三原色。 彩色电视机也是根据上述理论 制成的彩色显示过程 当眼睛接受了混合光之后，三种色觉细胞都按自己的规律兴奋起来； 产生三种视 觉信号。经视神经传到大脑，但是，大脑对每一个单独信号并不感兴趣，而是把 它们总合在一起，形成一个综合的色觉，这就是人们感觉到的所接收混合光的颜 色。根据人的色觉特点，当红、绿、蓝三种色光按千变万化的比例混合时，就会 使人感觉到千差万别的颜色。 3、光和物体的颜色 我

5、们知道，在没有光线的暗室中，或在漆黑的夜里，谁也无法辨认出物体的颜色， 只有在光照射下。物体的颜色才能为人眼所见。所以，物体的颜色是光和眼睛相 互作用产生的，是大脑对投射在视网膜上不同波长光线进行辨认的结果。 我们日常所说物体的颜色，是指在日常环境里太阳光照射时物体所呈现的颜色。 称之为物体的本色，在特殊环境里物体呈现的颜色，称之为衍生色。例如，在 阳光照射下树叶呈绿色，这是其本色，而在红光照射下，这一“绿色”的树叶 呈现黑色，改用紫外线照射时，它又呈火红色，这后两种颜色是衍生色。一个物 体的本色只有一个，而衍生色可有几个，故我们说物体的颜色时，若不作特殊 说明即指物体的本色。 物体的颜色决定于它对光线的吸收和反射，实质上决定于物质的结构，不同的物 质结构对不同 波长的光吸收能力不同。我们知道：光是由光子组成的。不同波 长的光由不同能量的光子组成。波长 入和能量E间的关系为E=hc/入，式中普 朗克常数，c为光速。当光子射到物体上时，某波长的光子能量与物质内原子的 振动能，或电子发生跃迁时所需能量相同时，就易被物质吸收，其它波长的光 就不易被吸收。物质对光的选择吸收，就造成了各自的颜色。对同一种物质，改 变其内部结构时，颜色也会改变。如碘化汞在正方晶系时呈红色，而加温到 127