先说结论:白色是人类眼中三种感光细胞都被高度激活时所看到的颜色。
太阳光能分解成七色,或者说是无数色。太阳光是白光,但白光不一定能分解成七色。
1.光的频率。
首先我们平时见到的一束光,有两个属性,光子数量 和 光子频率。
光子的数量被人类称为亮度。
光子的频率被人类称为颜色。
2.三棱镜如何分光的。
当光通过棱镜时,不同频率的光的折射率是不同的,波长越短折射的角越大,所以三棱镜可以把平行的光线折射到不同的方向去,结果把混合的光线分开。
3.人类的感光器官。
人类在长期的进化中,拥有了电磁波感应器官,也是是眼睛。眼睛利用它的结构,把接收到的光子的信号,转换成大脑能够解读的电信号,大家才能看到东西的。
既然是感知光子,那么也就需要把光子的数量和频率的属性都体现出来。
在人的视网膜中,有专门感知光子数量的光子感受器,叫做 杆细胞,非常灵敏,但是无法感知频率。
还有一类是在光线强度到达一定情况下,才会工作的锥细胞。锥细胞是分析光线频率的最基础的天线。
锥细胞有三种,这三种天线对于不同的频率的电磁波的敏感性不同。
4.人类定义的颜色。
然后,我们每当接收到电磁波的时候,大脑就会得到三个数字,分别是红细胞信号强度值,绿细胞信号强度值,和蓝信号细胞强度值。
当然数字只是比喻,真实的应该是神经冲动的强度。
这三个维度确定,就确定了一个颜色。
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好了,我们现在可以看出一个问题,
如果眼睛接收到了560nm的电磁波,那么,红色细胞和绿色细胞都会被激活,那么我们就会觉得这束光是黄色的。
如果用眼睛同时接收680nm和520nm的电磁波,红色细胞会被680的激活,绿色细胞会被520的激活,我们还是觉得这束光是黄色的。
同样的黄光,如果通过三棱镜,明显第一个只会留下一道黄色的痕迹,而第二个会被分光成红色和绿色。
所以看上去相同的光可能本质不同,用三棱镜分出的结果也不同。
如果,同时能让红色绿色蓝色细胞都被激活,那么
你猜对了,你就看到白色了。
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最后,让我们来看看问题,首先被分成七色的不是“白光”,而是太阳光。
太阳作为一个恒星,放射电磁波频率的范围很广。其中可见光所含的能量是最多的。
或者可以说能量最多的那一部分电磁波变成了可见光。
所以太阳的白光,是每一个频率的光子都有,有750nm的,有751nm的…………
太阳光能全方位无死角的激活你眼睛中的感光细胞,所以太阳光是白色的。
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显示器的每一个像素点,是由三个颜色的灯泡组成的,它发出的光线是比较纯的红色绿色和蓝色,它们分工合作和你眼中的感光细胞捉对厮杀,让你的三种感光细胞都兴奋起来。所以显示器也能显示白色。
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还有一种情况,假如电磁波的强度非常强,即使不敏感的细胞都被刺激起来,那么最终也能解析出白色。例如如果直视红色激光,你会看到一闪白色后瞎掉。
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所以颜色什么的,都是你的大脑为了解析电磁波的频率创造出来的一个属性,实际的物品是没有“颜色”的。
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最后来个小知识:
洋红色是蓝色细胞和红色细胞同时激活时才会出现的结果。也就是说,无论单个光子的频率是多少,也出不来这个颜色,必须由多光子合作才能让人看见这个颜色。
也就是说,世界上是不会有这个颜色的激光的。