最先發(fā)現(xiàn)透明的陽(yáng)光是由各種色光復(fù)合而成的人是大名鼎鼎的英國(guó)科學(xué)家牛頓。當(dāng)我們逆著時(shí)光走到1666年的某一天,看見牛頓用厚厚的窗簾把自己的研究室遮擋得嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí),房間里一片漆黑。牛頓在窗戶上開了一個(gè)小孔,他將三棱鏡去承接從小孔射進(jìn)來(lái)的陽(yáng)光。結(jié)果令牛頓大吃一驚:從三棱鏡射出的光照在桌面的白紙上,白紙上出現(xiàn)了一條彩色的光帶,并且這條光帶的顏色與雨過(guò)天晴后出現(xiàn)的彩虹十分相似(實(shí)際上這兩者的原理是一樣的)。這就是物理學(xué)中所說(shuō)的光的色散現(xiàn)象,是牛頓在研究如何改進(jìn)望遠(yuǎn)鏡的過(guò)程中偶然發(fā)現(xiàn)的。
陽(yáng)光照射到物體的表面時(shí),部分顏色的光被反射和散射,部分顏色的光折射后被吸收,部分顏色的光折射后透射。
“東臨碣石,以觀滄海”,海藍(lán)藍(lán)天藍(lán)藍(lán),海水共長(zhǎng)天一色。其實(shí)海水和瓶裝的飲用水都是無(wú)色透明的。當(dāng)陽(yáng)光射向海面時(shí),紅光、橙光、黃光的穿透能力較強(qiáng),射入后逐漸被海水吸收了。在這個(gè)過(guò)程中,海水的溫度因此而提高,光的能量轉(zhuǎn)化為海水的內(nèi)能。但是,穿透能力弱的藍(lán)光、紫光和部分綠光。遇到海水容易發(fā)生反射和散射,重新回到空氣中。由于人的眼睛對(duì)海水反射的紫光不敏感,但對(duì)藍(lán)光與綠光卻比較敏感,所以人們覺得海水是藍(lán)的。隨著光的強(qiáng)度、入射的角度以及觀察位置的不同,我們見到了碧綠的海、蔚藍(lán)的海、湛藍(lán)的海、滄藍(lán)的海。
霞光萬(wàn)道,一輪紅日噴薄而出。朝陽(yáng)為什么是紅色的?原來(lái)早晨的陽(yáng)光在大氣層里穿行的距離比正午大得多,陽(yáng)光穿過(guò)空氣中的分子、霧滴、塵埃、微粒、冰晶的時(shí)候,由于紅光橙光與黃光的穿透能力比較強(qiáng)。從而大部分能夠進(jìn)入人眼,其他的光則一路“損兵折將”只有少部分才能進(jìn)入,所以我們覺得朝陽(yáng)是紅色的。當(dāng)紅日與朝霞映紅了江面,詩(shī)人就有了“日出江花紅勝火”的感慨了。
“白日依山盡,黃河人海流”。為什么在詩(shī)人的筆下,夕陽(yáng)變成了白色的呢?秋高氣爽,正是登高的好季節(jié)。秋天干燥,空氣中的水汽較少,再加上了無(wú)塵煙,空氣的能見度極好,陽(yáng)光中的藍(lán)靛紫等色光損失的比例較小,又因?yàn)樘?yáng)是依山而盡,說(shuō)明太陽(yáng)離地平線尚遠(yuǎn),所以此時(shí)的太陽(yáng)應(yīng)呈淡黃色,詩(shī)人為了對(duì)仗的需要,就把此時(shí)的太陽(yáng)說(shuō)成白色的了。
“江山一籠統(tǒng),井上黑窟窿。黃狗身上自。白狗身上腫”。這是一首以詠雪為題的打油詩(shī)。漫天飛雪之后,大地一片白茫茫。白色的物體之所以成白色,是因?yàn)槲矬w只吸收少部分陽(yáng)光而把大部分陽(yáng)光按各種色光的比例反射。如果某物體能把所有的光都反射,那我們將見到一個(gè)無(wú)底的空洞,洞的另一頭是與洞外一樣的“天”。井口由于吸收了絕大多數(shù)的光,所以成了一個(gè)黑窟窿。黑色的物體之所以成黑色,是因?yàn)槲矬w吸收了大部分光而只將少部分陽(yáng)光按各種色光的比例反射。如果某物體對(duì)光的反射率為零,也就是說(shuō)能把所有的光都吸收,那么我們將見到一個(gè)無(wú)底的黑洞,洞的另一頭是漆黑的“夜”。如果把反射率為百分之百的物體的顏色稱為純白色,反射率為零的物體的顏色稱為純黑色的話,那么按反射率的高低,純白之下有無(wú)數(shù)種自:雪白、乳白、象牙白……而純黑之上有無(wú)數(shù)種黑:漆黑、炭黑、鍋底黑……在黑與白之間有更為廣闊的灰色地帶:深灰、中灰、淺灰……
用數(shù)字去描述色彩是枯燥的,但是是準(zhǔn)確的。我們可以根據(jù)反射率來(lái)描述物體的明度,用單色光的比例來(lái)說(shuō)明色相,用頻率或波長(zhǎng)來(lái)定義色別。
大自然是充滿奧秘的,大自然的色彩也是充滿奧秘的。
編輯 孫