白色與無色

在日常生活中，常有人把白色與無色混淆起來，如把食鹽水說成是白色透明的溶液，把無色透明的燒杯說成是白色的玻璃燒杯等。這都是對“白色”和“無色”這兩個概念混淆不清的緣故。為了能澄清進而區別這兩個概念，還得讓我們從顏色理論講起。

1．人們對光和顏色的認識

我們知道光是電磁波，具有波動性，不同波長(頻率)的光在我們眼睛的視網膜上能產生不同的效應，正是這些效應給我們以顏色的感覺。但是，并不是所有光波都能引起視覺，引起視覺的光波，其頻率大約為3．9×10¹⁴～7．5×10¹⁴Hz(波長大約在3800～7800埃)，即可見光范圍。在可見光范圍內，能量按頻率或波長的不同分布，引起不同的顏色視覺。例如，適當的、均勻分布的色光引起白色的視覺；能量分布集中于高頻率的色光會引起藍色的視覺；能量分布集中于低頻率的色光會引起紅色的視覺。顏色的視覺感是由于能量分布的不同而引起的，然而，有時能量分布雖然不同，但是，引起的顏色視覺卻完全一樣。

早在三百多年前牛頓就用棱鏡將白光分析成為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫的彩帶，第一次發現白光(日光)的光譜組成。然而，人眼是決不能分析出白光的光譜組成的。其實，適當選擇兩種不同波長的單色光及它們的亮度，再把它們混合起來也能得到白光。這種白光可以和上述由紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等一系列單色光混合出來的白光一樣白，一樣亮。這些能配合成白光的兩種單色光稱為互補對或互補色。牛頓曾制造出一個顏色盤，也叫牛頓色盤，如圖所示。它的特點是將各個互補色大致繪在圓盤的對徑上。例如，紅光的互補色是青、綠之間的顏色，適當份量的紅光和青、綠光同時到達人眼，就可以產生白光的視覺。再如，橙和青、藍或黃和紫、藍也都是互補色，假如將它們一對一對各自按適當的比例配合起來，都能產生白光的視覺。

2．物體呈現各種顏色的原因

經上述介紹，我們不難找到自然界中各種物體能呈現各種各樣顏色的原因。

顏色不是物體自身的性質，而是由它對照射到它上面的各種顏色的光的反射和吸收決定的。一般的有色透明體就是在可見光范圍內表現選擇吸收的結果。例如，對紅色光及橙色光吸收得很少，而對綠色、藍色及紫色光吸收很多的玻璃是紅色的。當白光通過這種玻璃時，只有紅色光才能通過而引起紅色的感覺，其它波長較短的光都被吸收。假如用綠色光或藍色光照射這種玻璃，則玻璃呈現出“黑色”，因為它吸收了這些光，呈現非透明現象。由于選擇吸收而使物體呈現的顏色稱為體色，呈現體色物體的透射光和反射光的顏色是一樣的。

不透明物體的顏色一般都是選擇反射的結果。例如，植物的葉子，由于含有胡蘿卜素族的葉綠素，吸收紅、紫兩端光波段，而對綠光反射特別強，所以呈綠色；動物的紅血球吸收綠色以下的短波段，所以呈紅色；白色物體對可見光的吸收程度很小，而反射程度很大。由于選擇反射而使物體呈現的顏色稱為表面色。

3．“白色”和“無色”

根據以上分析和討論可知，物體被日光或與日光相似的光照射，各種頻率的光都被反射時呈現出的顏色叫“白色”，或者是物體被某復色光照射，僅反射或透射某一對互補色光時呈現出的顏色也為“白色”。如棉花、冬雪、牛奶、硫酸鋇等物體的顏色都是白色。

在一個波長范圍內，若某種物體對于通過它的各種波長的光波都作等量(指能量)吸收，且吸收量很小，則稱這種物體具有一般吸收性。光通過呈現一般吸收性的物體時，各種波長的光幾乎都能從該物體透射，因此，又可以說該物體對這一波長范圍的光是透明的。如果所討論的波長范圍就是可見光的波長范圍，則對應的這種透明物體給我們的一種特有視覺感就稱為“無色”或直接稱該物體是無色的。可見，五色乃是透明物體所呈現的一種特殊現象。例如，純凈的空氣、光學玻璃、水晶、蒸餾水等物體對白光都呈現一般吸收性，故都是無色的，而決不是白色的。但要注意，五色的物體一定是透明的，而透明的物體卻不一定是無色的，例如各種透明的有色玻璃。