我们的世界如此美丽，这些颜色是如何制造出来的？

光带给这个世界光明，人类和许多动物，由于有了眼睛，能够接受和感受光，才认识了这个世界，享受着春夏秋冬的美景。

如果没有光，这个世界就一片黑暗，人们就什么也看不到，而有了光，才照射出这个世界的五彩缤纷万紫千红。可能有人认为，这个世界本来就是彩色的，光只不过是照亮了这个彩色的世界而已。

其实不然，世界本无色，是光赋予了世界彩色其实，这个世界除了物质，还充满了能量。电磁波是我们世界最主要的能量传递方式，其中的传递媒介就是光子。因此电磁波也可以叫做光波，光波在不同的波段和频率，可以分为很多种，主要有无线电波（包括长波、中波、短波、微波）、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。

除了可见光，其余的光波都是看不见的，但用相应的仪器就能让它们显形，射电和各种射线望远镜，就能够看到或接收到这些看不见的光波。电磁波的波长从公里级到阿米级（1阿米=10^-18米）。

一般来说，无线电波波长从3000米或更长到0.1毫米；红外线波长从0.1毫米到760纳米；可见光波长从760纳米到380纳米；紫外线波长从380纳米到10纳米；X射线波长从10纳米到1皮米；伽马射线波长小于10^-12米，最高能量的伽马射线波长可短至10^-30米！

光波是波长越短，频率越高，能量越高。波长短于可见光的光波，频率就比可见光要高，因此能量就更大。如紫外线、X射线、γ射线对生物和人体有杀伤力，尤其X光和γ射线，照射过量即可置人于死地。

波长与频率的关系遵循公式：c=λf或λ=c/f或f=c/λ。这里c为光速，λ为波长，f为频率。

人眼能够看到的就是可见光。而可见光是一种复合光，不是无色的。一般分为红橙黄绿青蓝紫七色，波长从760纳米到380纳米渐渐缩短，因此可见光里面红光能量最低，紫光能量最高。阳光就是这样的复合光，通过三菱镜，可以把这些不同颜色的光通过折射分散开来，叫色散。

一般来说，七色光的波长范围约为：红光760~622纳米；橙光621~597纳米；黄光596~577纳米；绿光576~492纳米；青光491~450纳米；蓝光449~435纳米；紫光434~380纳米。

严谨地说，这七种颜色没有明确的分界线，是渐变的，由760纳米的红光渐变成380纳米的紫光，波长再短就成了紫外线了，人眼看不到。不同颜色的波长只是相对而言，只是为了便于说明，并没有严谨准确的界限，因此各种资料在叙述不同的颜色光的波长时，数据并不完全一样。

由于可见，光有这么多颜色，各种颜色通过不同比例搭配，理论上就可以调配出无数的颜色，这个世界光怪陆离的颜色就是可见光调配出来的。

可见光是如何为这个世界调色的呢？我们世界由各种各样奇形怪状的物质组成，这些物质对光线既有吸收功能，也有反射折射散射功能。不同的物质，对不同波段光的吸收率不一样，反射折射散射方式和比例也不一样，这样，被吸收的光人眼就看不到了，而不被吸收的光人眼就看到了，不同物体就呈现出不一样的颜色了。

比如某个物体主要吸收700纳米左右的红光，反射被人眼看到的就是绿色；而如果主要500纳米左右的青绿色光，反射出来被人眼看到的就是红色。

那么，同样的物质，比如砖块、铁块、石头、沙子等，为啥不会模糊一片，还是会被人眼区别呢？这是因为这些物体只是大致相同，形状还是略有差别，并没有完美得一模一样，位置角度也不同，这样，虽然它们吸收和反射光的波长大致差不多，但吸收反射量是会有差别的，于是人眼看到的颜色就有区别。

比如，同样一棵树的树叶，吸收和反射光的波长都差不多，因此我们看到的树叶总体是绿色的。但每一片树叶形状、大小和向着光源的方位还是有区别的，我们看到的树叶就有明有暗，颜色也不完全一样，就有了层次感。

理论上，我们看到什么颜色的物体，就是这个物体对这种颜色具有排斥性，将这种颜色的光反射回来，而被吸收的则是人眼没有看到的颜色，也就是与看到的颜色互补波段的光。如果某种物体对什么光都反射，或者对什么光都吸收，我们看到的就是白色或黑色。

白色和黑色对光能够绝对反射和吸收吗？光既然有颜色，这个世界上某种物体如果一点光都不吸收，或者将光全部吸收，会怎样呢？这就是理论上的白体和黑体。物体的反射率ρ表明物体防辐射的本领，所谓白体就对光的反射率为ρ=1，人们看到的这种物体就是纯白的；而与之相反的就是黑体，是对光辐射的吸收率α=1，也就是来者不拒，全部吸收。

所谓白体和黑体吸收和反射的不仅仅是可见光，而是所有的电磁辐射，包括全部吸收或反射无线电、红外线、可见光、紫外线、X射线、伽马射线，才能叫白体和黑体，也叫绝对白体和绝对黑体。

现实世界没有真正完美的白体黑体，只有接近的。白雪是针对可见光的白体，因为没有污染的白雪对可见光反射率接近ρ=1，因此人眼看到是洁白的。但白雪对红外线完全没有抵抗力，几乎是α=1的吸收，因此相对红外线来说白雪就是黑体。

美国普渡大学阮修林教授团队发明了一种超白漆，这种油漆对阳光的反射率达到98.1%，而市场上的白色反射率只有90%，由此款可以辐射制冷的硫酸钡超白漆成为吉尼斯纪录中最白的油漆。

这种油漆覆盖下的物体，最高可比环境温度降低11℃。阮修林在接受媒体采访时表示，如果用超白漆覆盖1000平方英尺的屋顶，估计可以得到10千瓦的制冷功率，这比使用中央空调更强大。

可见，白体不但看起来是白色，还是节能减排的最好技术呢。

而英国萨里纳米公司开发了一种叫做Vantablack的材料，将这种材料涂抹在雕像上，人类肉眼再也看不见雕像的三维凹凸细节，只能看到一个黑色平面，即便用强光也无法把它照亮。据称，这种材料可以吸收99.96的入射光线，意味着其反射率只有0.04%，因此被称为黑体。

因此，这个世界的物质如果都是由白体或黑体组成，我们人眼就只能看到一个黑白世界了。还有，人眼和人脑是在光源环境下长期进化出来的，因此对各种色彩具有感光能力，如果感光细胞出了问题，就会出现色盲症状，对某种颜色失去辨别能力，或者只能看到灰白世界。

今天就说到这，谢谢阅读，欢迎讨论。

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