可见光

　　可见光是电磁波谱中人眼可以感知的部分，可见光谱没有精确的范围；一般人的眼睛可以感知的电磁波的波长在400～760nm之间，但还有一些人能够感知到波长大约在380～780nm之间的电磁波。正常视力的人眼对波长约为555nm的电磁波最为敏感，这种电磁波处于光学频谱的绿光区域。人眼可以看见的光的范围受大气层影响。大气层对于大部分的电磁辐射来讲都是不透明的，只有可见光波段和其他少数如无线电通讯波段等例外。不少其他生物能看见的光波范围跟人类不一样，例如包括蜜蜂在内的一些昆虫能看见紫外线波段，对于寻找花蜜有很大帮助。最近的一项研究发现，可见光也有可能“透视”肉身。

　　基本信息

　　中文名：可见光

　　英文名：Visible

　　感知波长：400到700纳米

　　波长：770～350纳米

　　范围

　　可见光的光波波长范围在770～350纳米之间。波长不同的电磁波，引起人眼的颜色感觉不同。
770～622nm，感觉为红色；
622～597nm，橙色；
597～577nm，黄色；
577～492nm，绿色；
492～455nm，蓝靛色；
455～350nm，紫色。
光色波长λ(nm)代表波长
红（Red）780～630 700 150
橙（Orange）630～600 620 30
黄（Yellow）600～570 580 30
绿（Green）570～500 550 70
青（Cyan）500～470 500 30
蓝（Blue）470～420 470 50
紫（Violet）420～380 420 40

　　相对应的，可见光的频率在3.9X10^14~8.6X10^14Hz之间。

　　辐射

　　可见光辐射又称光合有效辐射。太阳辐射光谱中0.40～0.76微米波谱段的辐射。由紫、蓝、青、绿、黄、橙、红等7色光组成。是绿色植物进行光合作用所必须的和有效的太阳辐射能。到达地表面上的可见光辐射随大气浑浊度、太阳高度、云量和天气状况而变化。可见光辐射约占总辐射的45～50%。

　　特性

　　通过研究发现色光还具有下列特性：

　　（1）互补色按一定的比例混合得到白光。如蓝光和黄光混合得到的是白光。同理，青光和红光混合得到的也是白光。

　　（2）颜色环上任何一种颜色都可以用其相邻两侧的两种单色光，甚至可以从次近邻的两种单色光混合复制出来。如黄光和红光混合得到橙光。较为典型的是红光和绿光混合成为黄光。

　　（3）如果在颜色环上选择三种独立的单色光。就可以按不同的比例混合成日常生活中可能出现的各种色调。这三种单色光称为三基色光。光学中的三基色为红、绿、蓝。这里应注意，颜料的三原色为青，品红，黄。但是，三原色的选择完全是任意的。

　　（4）当太阳光照射某物体时，某波长的光被物体吸取了，则物体显示的颜色（反射光）为该色光的补色。如太阳光照射到物体上，若物体吸取了波长为400 ～435nm 的紫光，则物体呈现黄绿色。

　　应用

　　遥感技术

　　可见光遥感（ visible spectral remote sensing ）是指传感器工作波段限于可见光波段范围（0.38～0.76微米）之间的遥感技术。

　　电磁波谱的可见光区波长范围约在0. 38～0.76微米之间，是传统航空摄影侦察和航空摄影测绘中最常用的工作波段。因感光胶片的感色范围正好在这个波长范围，故可得到具有很高地面分辨率和判读与地图制图性能的黑白全色或彩色影像。但因受太阳光照条件的极大限制，加之红外摄影和多波段遥感的相继出现，可见光遥感已把工作波段外延至近红外区（约0. 9微米）。在成像方式上也从单一的摄影成像发展为包括黑白摄影、红外摄影、彩色摄影、彩色红外摄影及多波段摄影和多波段扫描，其探测能力得到极大提高。可见光遥感以画幅式航天摄影机的应用为标志的航天摄影测量很有发展潜力。

　　通信技术

　　可见光通信技术，是利用荧光灯或发光二极管等发出的肉眼看不到的高速明暗闪烁信号来传输信息的，将要传输的信号连接在照明装置上，在接收端前端加一个光电转换装置，插入电源插头驱动照明装置工作即可使用。利用这种技术做成的系统可实现在室内照明的同时，进行信息传输，因而具有广泛的开发前景。

　　云图

　　卫星观测仪器在可见光波段感应地面和云面对太阳光的反射，并把它显示成一张平面图象，即为可见光云图。图像的黑白程度是表示地面和云面的反照率大小，白色表示反照率大，黑色表示反照率小。一般说来，云愈厚，其亮度较亮。如果太阳光的照明条件一样，对同样厚的云来说，水滴云比冰晶云要亮。如大厚块的云，尤其是积雨云，为浓白色；中等厚度的云（卷层云、高层云、雾、层云、积云等）为白色；大陆上薄而小块的云区（如晴天积云）为灰白色等。

　　实验背景

　　1666 年，英国科学家牛顿第一个揭示了光的色学性质和颜色的秘密。他用实验说明太阳光是各种颜色的混合光，并发现光的颜色决定于光的波长。

　　颜色环上数字表示对应色光的波长，单位为纳米（nm），颜色环上任何两个对顶位置扇形中的颜色，互称为补色。例如，蓝色（435 ～480nm ）的补色为黄色（580 ～595nm ）。

　　注意事项

　　有人说物体的颜色是物体吸收了其它色光，反射了这种颜色的光。这种说法是不对的。比如黄绿色的树叶，实际只吸收了波长为400 ～435nm 的紫光，显示出的黄绿色是反射的其它色光的混合效果，而不只反射黄绿色光。











单色光
单色光的认识单色光，单一频率（或波长）的光。不能产生色散。由红到紫的七色光中的每种色光并非真正意义上的单色光，它们都有相当宽的频率(或波长)范围，如波长为 0.77～0.622微米范围内的光都称红光，而氦氖激光器辐射的光波单色性最好，波长为0.6328微米，可认为是一种单色光。
物理学上的定义
正在加载复色光被分解为单色光
由红到紫的七色光中的每种色光并非真正意义上的单色光，它们都有相当宽的频率(或波长)范围，如波长为0.77～0.622微米范围内的光都称红光，而氦氖激光器辐射的光波单色性最好，波长为0.6328微米，可认为是一种单色光。
一般的光源是由不同波长的单色光所混合而成的复色光，所谓的“单色光”是指白光或太阳光经三棱镜折射所分离出光谱色光--红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七个颜色，因为这种被分解的色光，即使再一次通过三棱镜也不会再分解为其他的色光。这种不能再分解的色光叫做单色光，而由“单色光”所混合的光称为“复色光”。
生长在单色光环境的婴儿可能无法识别颜色
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人类视觉系统是一个结构精细且功能复杂的感觉器官，视网膜所收集的信息占人类通过感觉获得的全部信息的70%，而许多基因的突变会对眼的结构和功能产生影响。人类的视觉是一个复杂的现象，它依赖于3种光感受器视锥，称为红、绿、蓝视锥。根据三原色学说，可见光谱内任何颜色都可由红、绿、蓝三色组成，如有一种原色不能辨认都称二色视，主要为红色盲与绿色盲，红绿色盲则表现为患者不能区分红色和绿色，由于患者从小就没有正常辨色能力，因此不易被发现。
一直有人认为，人眼睛的色觉是与生俱来的。这其中一个最有力的证据就是红绿色盲是一种常见的先天性色觉障碍性疾病。红绿色盲的遗传方式是X连锁隐性遗传，致病基因定位于Xq28。一般认为，红绿色盲决定于X染色体上的两对基因，即红色盲基因和绿色盲基因。由于这两对基因在X染色体上是紧密连锁的，因而常用一个基因符号来表示。男性仅有一条X染色体，因此只需一个色盲基因就表现出色盲；女性有两条X染色体，因此需有一对致病的等位基因，才会表现异常。人类的红绿色盲就是一个X连锁隐性遗传的典型病例，患者不能正确区分红色和绿色，这决定于X染色体上两个紧密相连的隐性红色盲基因和绿色盲基因，一般将它们综合在一起来考虑，总称为红绿色盲基因。在中国人中男性色盲发病率为7%，较女性色盲患者（0.49%）多。
统计资料显示，红绿色盲男性发生率为8%左右，女性为0.5%。红绿色盲的特点表现为：男性患者远远多于女性患者，系谱中的病人几乎都是男性；男性患者的双亲均无病，其致病基因来自携带者母亲；由于交叉遗传，男患者的同胞、舅父、姨表兄弟、外甥中常可见到患者，偶见外祖父发病，在此情况下，男患者的舅父一般正常；由于男患者的子女都是正常的，所以代与代之间可见明显的不连续或称为隔代遗传。红绿色盲一般不会影响人的正常生活和工作，但是由于无法辨认红色和绿色，因此这样的人如果开车上路的话，那将是一件十分危险的事情。
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但日本研究人员最新的一项实验却发现，长期在单色光环境中生活的婴儿有可能无法识别颜色。日本一个认知行为科学研究小组用4只出生两周的猴子做实验，让它们置身于只有一种波长的单色光环境中，但每隔一分钟便用另一种单色光照射猴子的所处环境——也就是，让它们接触不同颜色光，但不让它们在同一时刻对任意两种光进行对比，如此持续一年。对比组的猴子则在正常环境下成长。
之后，研究人员让两组猴子根据所出示的红色、蓝色、绿色卡片，从其它卡片中分别挑出颜色一致的卡片。结果，在正常环境下长大的猴子能够成功完成这项任务，而在单色光环境下成长的猴子却挑不出颜色一致的卡片。研究人员认为，上述实验说明，婴儿生活环境中的色彩对婴儿正常色觉的形成至关重要，这也提示人们色彩感觉可能也同时来自于后天。
光的波长是三元色光中，红光比较长，绿光短一些，而蓝光最短，人可见的光大约是在400-700nm左右，彩虹的红橙黄绿青蓝紫就是三原色光的过渡。比如说波长在红光和绿光之间的，就是黄光，而红光和绿光之间，比较靠近红光波段的，就是橙色光，当红橙黄绿青蓝紫光都一起混合，就表示400-700全波段都有，就是白光了。所以白光并不时一个单频率的光，而表示在可见光波段中，每个波长的能量级别都相对平均