白色光是一种复合光,里面包含着分歧颜色的光,这些颜色的存在就使得我们日常生活中看到了灿艳多彩的宿世界。
我们知道光是一种电磁波,它有分歧的频率或者波长,分歧的波长就代表了分歧的颜色。在实际宿世界中,我们的眼睛只能看到一小部门的波长规模,这个规模就是可见光谱。
上图可以看到,可见光谱只占到了整个电磁波频谱的一小部门,波长规模在380nm到750nm之间。
我们的眼睛无法看到这个波长规模外的所有波段的光线。
那么光谱的可见部门有什么出格之处?为什么我们可以或许看到的颜色都集中在这么小的波长规模内?
首先我们要知道的是,颜色并不是宇宙的素质属性,它其实并不存在,只是在生物的感官中,分歧波长的光才表示出了颜色。
若是人类不存在,甚至是地球上所有的生物都不存在,那么在整个宇宙中就没有任何生物可以或许看到颜色,也不会去谈论颜色。
所以颜色自己就只是人类的“发现”,在我们的眼睛里,520nm波长的光颠末大脑处置今后,我们将这个波长的光解析为绿色,所以我们就认为绿色的光存在,且波长是520nm。
在地球上的其他生物,它们也不会否决我们这样界说,所以光的颜色自己就是人类按照本身的感触感染器官界说的。
那么我们的眼睛和大脑是如何感知颜色的?
光是能量源辐射出来的电磁波,最小单元为一个能量量子,称为光子,光子可以与带电粒子发生电磁彼此感化,被接收、反射、或者从头受激发射。
我们眼睛所看到的光子,它的来历有可能直接是光源发出的,如太阳、恒星、黑体辐射、或者化学反映,也可能是被其他物体反射出来的。
当光子进入我们的眼睛时,首先会经由过程晶状体然后达到视网膜,在视网膜上有两种对光线敏感的细胞,别离是视杆细胞和视锥细胞。
视杆细胞本家儿要负责光线的强弱,而视锥细胞则是用来分辨颜色的。
在人类的眼睛里有三种分歧的视锥细胞(s、m、l),这三种细胞别离对蓝光波长规模、绿光波长规模、红光波长规模的光敏感。
当人眼看到树叶反射出来的光线时,绿色视锥细胞就会被点亮,然后标的目的大脑传递旌旗灯号,大脑颠末阐发今后就告诉本身看到了绿色。
我们看到蓝色、红色也是同样的事理,但糊口中眼睛看到的颜色并不止这三种,数目很是多,那大脑是如何分辩的?
传布进眼睛的光线大部门环境下是复合光,当三种视锥细胞被同时点亮时,大脑就会认为这是白色;红色和绿色就是黄色,绿色和蓝色就是青色。
当然其他的颜色颜色会按照视锥细胞被点亮的水平给达到传递旌旗灯号,大脑颠末阐发就可以得出其他颜色。
所以一个正常人它就能大约分辩出大约100万种分歧的颜色,我们也称为三色视者。
其他的一些动物跟人类分歧,它们会有分歧数目分歧类型的视锥细胞。
例如狗的眼睛中只有两种视锥细胞,一种分辨蓝色区域,一种分辨黄色区域,所以狗眼睛的宿世界就没有我们看到的灿艳。
可是狗的眼睛中有加倍丰硕的视杆细胞,这使得它们可以夜晚微弱的光线下看清晰。
相对来说鸟类的眼睛就更为进步前辈,不仅有着更好的视觉,也有着很是强的分辨颜色的能力,它们有四种视锥细胞,此中一种可以使得它们对紫外线波段的光线敏感,所以它们可以看到紫外线。
在天然界中,最为神奇的眼睛当属螳螂虾,它们拥有12种视锥细胞,可以或许分辩10^32种颜色,这是一个天文数字,作为人类我们很难想象螳螂虾眼睛的宿世界。
若是螳螂虾作为地球的本家儿人,它们必定会对这个宿世界的颜色有分歧的观点。
宇宙的颜色
螳螂虾和我们人类对这个宿世界的颜色有分歧的理解,所以颜色自己就是特定生物制造出来的概念。并不克不及代表可不雅宇宙的一部门,也不是宇宙的素质属性。
在我们人类的眼里我们看到的天空是蓝色的、太阳是黄色的、日落是红色的、草是绿色的等等,在其他生物的眼里并纷歧定是这样的。
所以说当我们下次在看到色彩灿艳的星云的时辰,它所表示出来的颜色有可能并不是真实的,因为它的颜色取决于不雅察者的眼睛和大脑,或者是我们所利用的滤波器(滤镜)。
例如我们在红外波段下、X射线波段下、可见光波段下利用千里镜看到的星云颜色是分歧的,那么它们的颜色到底哪种代表了真实?其实都是真的,这就是您如何去不雅察。
所以说,宇宙自己没有固定的颜色,就看是哪个不雅察者再看,若是全宇宙没有一个不雅察者,那么颜色对于宇宙来说,毫无意义。
为什么我们人类眼睛看到的可见光谱集中在380nm到750nm之间?
原因很简单,是因为我们人类的眼睛是在地球长进化出来的产品,我们所看到的可见光谱规模刚好就对应了太阳光谱最强、最集中的波段。
上图就可以看出分歧质量的恒星它们所发出的黑体辐射光谱曲线,而人类所看到的可见光谱正好就是太阳光谱曲线最强的部门,这并非巧合。
若是宇宙在其他行星长进化出了生命,它们有分歧的母恒星,质量分歧,温度分歧,黑体辐射分布也分歧,那么它们所看到的可见光谱的波段分为也将分歧。
那么它们对待宇宙的时辰,也会跟我们人类分歧。它们也许会看到我们看不到红外光,也许会看到紫外光。
总结
我们所看到的颜色就是人类的本身感官感触感染,分歧的生物会看到分歧波长的光线,也会看到分歧的颜色,所以宇宙自己没有固定的颜色。
假如宇宙中真的没有生物不雅察宇宙,那么我们可以说,宇宙自己就没有颜色。因为没人会去谈论颜色。
说到这里您可能会有分歧的观点,莫非我们不看宇宙,宇宙中的物质就不存在了?宇宙自己和它此中的物质确实是可不雅存在的,跟人看不看没有关系;
但颜色分歧,颜色是眼睛和大脑的产品,所以我认为没有不雅察者就没有颜色。







