眼前的“紫”不是紫?你說的“紫”是什么紫?

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最近,張朝陽在他的物理課上提到了一個說法:

“太陽光譜里并不存在紫色,人眼看到紫色要對光譜重新疊加?!?/strong>

是不是有一種,怎么好像每個字都認識,但連到一起就看不明白了的感覺……

其實是因為,在這句話里,前后的“紫”并不是同一種“紫”。

就像我們在課本上學過的兩種三原色——“色光三原色”“色彩三原色”,雖然它們都叫“三原色”,但一個是從光學角度出發(fā),一個是從色彩角度出發(fā)。

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色光三原色,指紅、綠、藍。這三種顏色的光通過一定比例混合、疊加在一起,可以獲得幾乎所有顏色的光。 圖片來源:Wikipedia

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色彩三原色,指品紅、黃、青。它們通過一定比例混合、疊加,可以獲得繪畫中幾乎所有的顏色,除了白色。圖片來源:Wikipedia

“太陽光譜里的‘紫’”和“人眼看到的‘紫’”,也是如此,一個是光學角度,一個是色彩角度。

看到這兒,你是不是產(chǎn)生了新的迷惑:

如果太陽光譜里沒有“紫色”,那我們看到的彩虹里“紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫”的“紫”,又是什么?

讓我們仔細了解一下吧。

01

太陽光里真的沒有“紫”嗎?

這個說法其實并不準確。太陽光譜里還是存在“紫”的,只不過并不是我們?nèi)粘@斫獾摹白仙炎印?、“紫色葡萄”中的“紫”?/p>

當從光學角度表示太陽光譜里的“紫”時,它在英語中有一個專有名詞,叫做“Violet”,代表的是光學上純粹的“紫”——即波長在380納米-450納米這一區(qū)間的光。

在中文中,這個單詞被翻譯成“藍紫色”,也被很多人簡單地譯為“紫色”。但這里的“藍紫色”或“紫色”,與生活中看到的、提到的“紫色”并不是一個概念

彩虹、用三棱鏡分解太陽光得出的可見光帶,其中都包含這種純粹的紫色(Violet)。只不過它在非常邊緣的地方,所占的比例也實在是太少了,讓我們很難分辨出來。

如果我們用光譜儀對太陽光進行分解,可以看到一些紫色的光。下圖中最下方那一小行紫色的色帶(不同的設(shè)備看上去顏色可能有區(qū)別):

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太陽的可見光光譜圖(波長范圍為400納米-700納米)。圖片來源:NSO

要是你覺得上面這張圖片不夠清晰,可以再看看下面這張連續(xù)光譜圖,其中“V”所代表的區(qū)域,就是“Violet”這種“紫色”的色光。

你會發(fā)現(xiàn)波長越靠近380納米顏色就會越“黑”,這并不是因為它就是“黑色”的,而是因為眼睛無法看到波長比400納米更短的光(紫外光),所以我們的感受到的就是黑色。此外,眼睛對顏色的判斷其實還受明暗影響。

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連續(xù)光譜圖。圖片來源:Wikipedia

我們可以從“V”這一小段光譜中提取出幾個還能分辨得出的顏色。下面這些,就是大腦感受到的光學意義上的“紫色(Violet)”:

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圖片來自作者

了解了光學意義上的紫色(Violet),接下來就說說生活中看到的“五彩斑斕”的“紫”又是怎么回事。

02

生活中的“紫色”是什么?

它是怎么被看到的?

從美術(shù)的角度出發(fā),由不同比例紅色和藍色顏料混合而成的顏色,也被稱為“紫色”。這種“紫色”在英語里也有一個專有的詞:Purple,它正是我們平常見到的很多物體的“紫色”。

想感受這種“紫色”,最直觀的方式就是買一盒水彩顏料,將紅色和藍色以一定比例混合在一起:

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紫色的一種,實際上紫色還有很多種,并不是單一的。和上面光學中的“紫(Violet)區(qū)別很大。圖片來自作者

把紅色光和藍色光疊加在一起,也能得到“紫色”。但這里的“紫色光”和前面提到的“光學中的紫(Violet)”區(qū)別在于——“Violet”是單色光,我們通過疊加得到的“紫色光”是混合色光。

手機屏幕就是這種“混合色光”最直觀的應(yīng)用。

如果你將手機屏幕放大,就會發(fā)現(xiàn)屏幕里其實只有三種顏色的發(fā)光單元:、(也就是色光三原色)。這三種發(fā)光單元通過明暗調(diào)節(jié),可以讓手機屏幕呈現(xiàn)出各種顏色。比如紫色光,就是紅色和藍色兩個發(fā)光單元亮起后展現(xiàn)出來的顏色。

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如果你點開這張圖片,將它放大,你會發(fā)現(xiàn)里面只有“紅、綠、藍”三種發(fā)光單元。圖庫版權(quán)圖片,不授權(quán)轉(zhuǎn)載

上面手機屏幕中的“紫”,我們又是如何感知的呢?

當屏幕上出現(xiàn)色彩的時候,視網(wǎng)膜上的三種視錐細胞——對黃綠光敏感的視錐細胞L對綠光最為敏感的視錐細胞M對藍紫光最為敏感的視錐細胞S就會被刺激到,同時發(fā)出信號給大腦,大腦會告訴我們,我們看到的顏色是什么。

如果看到的是“紫色”,那么它被“看到”的流程其實是:

屏幕上紅色和藍色的發(fā)光單元亮起,兩種發(fā)光單元分別刺激視錐細胞L和視錐細胞S,這兩種視錐細胞被同時刺激到的時候,大腦收到信號——“紫色”。

因此,我們所“看”到的顏色,其實是人眼和大腦對光的重新疊加。

現(xiàn)在再看張朝陽“太陽光譜里并不存在紫色,人眼看到紫色要對光譜重新疊加”這句話,是不是就不那么難理解了?

后半句話毋庸置疑,我們所感受到的 “紫色”,確實是人眼和大腦對光的重新疊加。前半句話則有一點問題,即太陽光譜還是存在“紫色”的,只不過并不是“紫色(Purple)”,而是“紫色(Violet)”……

作者|崔瀛昊

審核|劉 茜 北京天文館研究員

本文封面圖片及文內(nèi)圖片來自版權(quán)圖庫

圖片內(nèi)容不授權(quán)轉(zhuǎn)載

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評論
演繹無限精彩!
大學士級
太陽光譜里并不存在紫色,我們所“看”到的紫色,其實是人眼和大腦對光的重新疊加。
2022-09-18
中國科普N
太師級
試試看,如果你將手機屏幕放大,就會發(fā)現(xiàn)屏幕里其實只有三種顏色的發(fā)光單元:紅、綠、藍(也就是色光三原色)。
2022-09-18
科普科普知識的搖籃!
太師級
通過科學技術(shù)的解釋,“太陽光譜里并不存在紫色,人眼看到紫色要對光譜重新疊加。”就迎刃而解了,這就是科學技術(shù)的力量!
2022-09-18