【摘要】不透明物體的顏色是由其反射回來的光的顏色決定的。但在黑暗的環(huán)境里,用紅色塑料袋蒙在發(fā)正白色光的LED手電筒前,對著黃色的紙照,看到的卻是暗紅色的紙。黃色的紙主要反射黃色的單色光,而不能將紅光與綠光全部反射回來再合成為黃色的復(fù)色光。同時,黃色紙也不能完全吸收掉紅色光,互補色才能完全吸收對方。
【關(guān)鍵詞】光與顏色單色光與復(fù)色光互補色
【中圖分類號】G632 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2014)17-0144-01
一 實驗問題的提出
最近教到《光與顏色》(浙教版)一課,它告訴我們,不透明物體的顏色是由其反射回來的光的顏色決定的。紅色物體只能反射紅光而吸收其他顏色的色光,故在白光的照射下呈現(xiàn)為紅色,我們也因此稱其為紅色物體。一些學(xué)生回家做了實驗:在黑暗的環(huán)境里,用紅色塑料袋蒙在發(fā)正白色光的LED手電筒前,對著黃色的紙照。回到學(xué)校,就對筆者發(fā)難:“老師,課本里的知識是不正確的。按課本知識黃紙應(yīng)該是黑的,可我們看到的是紅色的紙。”這些學(xué)生還上網(wǎng)查閱,發(fā)現(xiàn)存在爭議,做了類似實驗的人都堅持應(yīng)該是紅色,并從理論上尋找到支持:由光的色散實驗可知,白光是復(fù)色光,經(jīng)三棱鏡折射后會分解。而紅光等不能再分解的光被稱為單色光。隨后的研究表明,除紅、綠、藍三色光外,其他色光都可由以上三色光合成得到,故紅、綠、藍被稱為光的三原色。他們認為,黃色是可以由光的三原色中的紅光和綠光合成,此即意味著太陽光下的黃紙是同時反射了白光中的紅光和綠光,反射后的紅光和綠光恰能合成為黃光,故進入人眼后,人最終形成黃色的視覺感受。所以,黃色物體是會反射紅光和綠光,并會完全吸收光的三原色中的藍光。事實是否如此?
二 解決這個問題要明確的知識點
第一,黃紙反射的色光是單色光還是復(fù)色光?要判斷色光是單色光還是復(fù)色光,可以用色光經(jīng)三棱鏡折射后是否還會分解來進行。白光照在黃色物體上,黃色物體會吸收除黃色光外的其他色光,并只會反射回黃色光。其反射的黃色光是單色光,而非紅光與綠光合成的復(fù)色光。故暗室中單純的紅光照射在黃色物體上是會被吸收的。
第二,色光的吸收是否徹底?如上所講,紅光照射到黃色物體上是會被吸收的。但是否會100%徹底吸收呢?事實上,黃色物體是不能徹底吸收紅光的。能徹底吸收色光的只有該色光的互補色物體。如右面的色環(huán)圖所示,只有三條虛線所對的顏色是互補色,才能被徹底吸收。由圖可知,紅色與青色、綠色與品紅色、藍色與黃色才是互補色,彼此之間才能完全吸收。所以,紅色光照射到青色物體時才能被完全吸收,黃色物體做不到這一點。
第三,用來照射的紅光本
身純度是否足夠?眾所周知,
可見光是一種電磁波,經(jīng)三棱
鏡分散的各單色光處在不同的
波長范圍。770~622nm,紅色;
622~597nm,橙色;597~577nm,
黃色;577~492nm,綠色;492~455nm,藍靛色;455~350nm,紫色。所以,單色光不是單一頻率的色光,而是有一定的頻寬。在紅光范圍內(nèi),頻寬越窄,純度越高。發(fā)正白色光的LED手電筒光透過紅色塑料袋后所得到的紅光,不能保證其純度,其頻率范圍中可能有黃光成分,只是被較強的紅光掩蓋。
三 導(dǎo)致實驗結(jié)果的原因分析
由此可知,學(xué)生實驗中所呈現(xiàn)的現(xiàn)象可能是由以下幾種原因造成:(1)紅光不夠純;(2)黃色物體不能完全吸收紅光,仍有少量紅光被反射出來。倘若真有考題問到紅光照到黃色物體上將呈現(xiàn)什么顏色,我覺得還是應(yīng)該按照理想狀態(tài)下的情境來回答,即紅光是純度很高的單色光,同時將少量被反射的紅光忽略,這樣的話呈現(xiàn)的顏色應(yīng)該為黑色。在科學(xué)上,忽略次要因素,重抓主要因素的現(xiàn)象不少,別的不說,就針對光學(xué)而言,有一個很重要的概念叫絕對黑體,是指能將所有色光完全吸收的物體,事實上,這種物體在現(xiàn)實中是找不到的。
參考文獻
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