最先發現透明的陽光是由各種色光復合而成的人是大名鼎鼎的英國科學家牛頓。當我們逆著時光走到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嚴實實,房間里一片漆黑。牛頓在窗戶上開了一個小孔,他將三棱鏡去承接從小孔射進來的陽光。結果令牛頓大吃一驚:從三棱鏡射出的光照在桌面的白紙上,白紙上出現了一條彩色的光帶,并且這條光帶的顏色與雨過天晴后出現的彩虹十分相似(實際上這兩者的原理是一樣的)。這就是物理學中所說的光的色散現象,是牛頓在研究如何改進望遠鏡的過程中偶然發現的。
陽光照射到物體的表面時,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”,海藍藍天藍藍,海水共長天一色。其實海水和瓶裝的飲用水都是無色透明的。當陽光射向海面時,紅光、橙光、黃光的穿透能力較強,射入后逐漸被海水吸收了。在這個過程中,海水的溫度因此而提高,光的能量轉化為海水的內能。但是,穿透能力弱的藍光、紫光和部分綠光。遇到海水容易發生反射和散射,重新回到空氣中。由于人的眼睛對海水反射的紫光不敏感,但對藍光與綠光卻比較敏感,所以人們覺得海水是藍的。隨著光的強度、入射的角度以及觀察位置的不同,我們見到了碧綠的海、蔚藍的海、湛藍的海、滄藍的海。
霞光萬道,一輪紅日噴薄而出。朝陽為什么是紅色的?原來早晨的陽光在大氣層里穿行的距離比正午大得多,陽光穿過空氣中的分子、霧滴、塵埃、微粒、冰晶的時候,由于紅光橙光與黃光的穿透能力比較強。從而大部分能夠進入人眼,其他的光則一路“損兵折將”只有少部分才能進入,所以我們覺得朝陽是紅色的。當紅日與朝霞映紅了江面,詩人就有了“日出江花紅勝火”的感慨了。
“白日依山盡,黃河人海流”。為什么在詩人的筆下,夕陽變成了白色的呢?秋高氣爽,正是登高的好季節。秋天干燥,空氣中的水汽較少,再加上了無塵煙,空氣的能見度極好,陽光中的藍靛紫等色光損失的比例較小,又因為太陽是依山而盡,說明太陽離地平線尚遠,所以此時的太陽應呈淡黃色,詩人為了對仗的需要,就把此時的太陽說成白色的了。
“江山一籠統,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。漫天飛雪之后,大地一片白茫茫。白色的物體之所以成白色,是因為物體只吸收少部分陽光而把大部分陽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,那我們將見到一個無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的光,所以成了一個黑窟窿。黑色的物體之所以成黑色,是因為物體吸收了大部分光而只將少部分陽光按各種色光的比例反射。如果某物體對光的反射率為零,也就是說能把所有的光都吸收,那么我們將見到一個無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,純白之下有無數種自:雪白、乳白、象牙白……而純黑之上有無數種黑: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……
用數字去描述色彩是枯燥的,但是是準確的。我們可以根據反射率來描述物體的明度,用單色光的比例來說明色相,用頻率或波長來定義色別。
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