|
“颜色总是会回应由光组成的那一类或许多类光线，在目前为止能够探究的任何颜色现象中，我总是能够发现这一点。”牛顿认为：光不像亚里士多德认为的那样是颜色的触发原则，也不像中世纪的思想家感受的那样是颜色的载体，而是颜色本身的媒介。 物质的颜色可能由对光的吸收产生，这种现象由材料的共振频率决定。你可以想象一根未受阻的钢琴琴弦与一个吟唱出的音符共同和谐发声；同样，物质也与阳光一起嗡嗡作响。共振吸收了光在这个频率上的能量，因此从光谱里拿走了特定的颜色。  可见光谱的颜色图 那些与材料的某种共振频率不一致的光线，要么正好通过了材料（材料是透明或者半透明的），要么被反射回来（材料不透明）。因此颇为矛盾的是，正是基于材料的频率，即它们在可见光谱中的位置，我们才归给它们一种颜色。 为了吸收可见光，在这些共振中有电子云环绕着微小、密集的原子核，就像蜜蜂云集于蜂巢四周。光如果能把电子从一种能量状态提升到另一种，就有可能被吸收，正如钢琴琴弦如果在声波的带动下形成共振，其能量就会增加。电子的能量受量子物理学原理支配，像汽车换挡那样是一步一步增加的，因此，只有某些频率的光线拥有恰当的能量来推动这些引出颜色的“电子跃迁”过程。 并非所有的颜色都是以这种方式产生的。例如彩虹那色彩斑斓的弧，就不是雨滴吸收光的结果，而是由于折射：不同波长的光线以不同的角度弯曲。这是光散射的一个例子，也是产生颜色的一个主要物理途径。与此相对，光的吸收则依赖于物质的化学成分。  彩虹的形成。不同波长的光在雨滴中以不同的角度折射，于是白色光束被分离成构成它们的光谱成分。 在光进入雨滴时，光线发生弯曲（产生折射）。弯曲的角度由光的波长决定，波长越短，角度越小。因此，蓝色光比红色光偏转更多，阳光中的各种颜色被拆解开来。每一种颜色从彩虹的弧中略为不同的区域到达人的眼睛。由此，光的散射就能根据波长来分离出各种颜色。天空之所以是蓝色的，是因为相比于红色光，蓝色光经由大气中的分子和灰尘而得到更强的散射，看起来像是来自四面八方。远山呈蓝色也是相同的道理：反射光在到达人眼之前被各个方向的蓝色强化了。（在艺术上，按达·芬奇的说法，对远处风景涂以蓝色被称为空气透视。）随着太阳在天空中西沉，光线在到达观察者之前要穿越更厚的大气，光的蓝色成分有可能被强烈散射，到达不了人的眼睛。歌德对此有过模糊的暗示：“太阳最终即将落山的时候……它的光线在浓厚的水汽中大为缓和，开始在我周围的整个场景中散布最为美丽的红色。”  天然色素通过吸收光获得它们的颜色。但是，大自然中的某些颜色却来自物理的散射过程。尤其是，脊椎动物身上都没有蓝色素：它们的蓝色斑点是由光的散射产生的。蝴蝶翅膀上的蓝色是由每个鳞片的脊状微结构产生的。这些脊状突起互有间隔，能引起蓝色光的优先散射。这种散射以及由此形成的色相，在一定程度上依反射的角度（也可以说是观察的角度）而有所不同，因此其色彩光辉夺目，似乎随着翅膀的扇动而闪烁、变化。 蓝色的昆虫表皮以及孔雀尾部万花筒般的色彩也是如此：孔雀的羽毛上有黑色条纹组成的小网格，这些小网格像蝴蝶翅膀鳞片上的脊状突起那样散射着光。这些羽毛一如彩虹般的色彩变化长久以来让艺术家们着迷。  蝴蝶翅膀上光辉夺目的蓝色和绿色，是由鳞片上微小的脊状突起对光的散射形成的。 那些看到孔雀的人，看到金色与宝石蓝交织，看到紫色与翡翠绿的羽毛，看到许多样式的色彩组合全部混合在一起但并不彼此混淆，谁又能不感到惊奇？ 孔雀羽毛 亚历山大·蒲柏《鬈发遇劫记》（The Rape of the Lock）中的空气精灵，明显地与昆虫们同样拥有由光的散射形成的夺目景象： 新的转瞬即逝的颜色抛下了每一个光束， 它们每次扇动翅膀，色彩就变化一番。 当散射对象的体积与辐射波长相当时，光的散射强度最大。 云中水滴有恰当的尺寸来散射所有可见光，在天空中产生乳白色的波涛。玻璃绒和毛玻璃与窗玻璃构造相同，出于同样的原因呈现为白色且不透明。 碾碎的彩色玻璃若继续被研磨，就会变白：更小的颗粒有更大的总表面积来进行散射，于是散射（对可见范围中的波长不加选择）就比吸收（选取特定的波长）更有优势。这就解释了为何研磨有色粉末可以改变其色相——中世纪的艺术家们利用了这一现象，通过研磨程度来控制色料的色度。 |
|
|
