色彩物理學(xué)

1676年，艾薩克·牛頓爵士用三棱鏡將白色太陽(yáng)光分離成色彩光譜。這張光譜包含除紫紅色外的所有色相。

牛頓是以如下方式做試驗(yàn)的（圖1）：通過(guò)隙縫射進(jìn)的陽(yáng)光落在三棱鏡上。在三棱鏡中，白光射線(xiàn)被分為光譜色彩。已分開(kāi)的光線(xiàn)可以投射到一幅銀幕上，呈現(xiàn)光譜。這就是連續(xù)的色帶，有紅、橙、黃、綠、藍(lán)、紫各色。如果將這個(gè)圖象用聚光透鏡加以聚合，這些色彩的匯集就會(huì)重新變成白色。

這些色彩是由折射而產(chǎn)生的。另外還有一些分離色彩的物理方法，如干涉、衍射、偏振和熒光等。

如果我們將光譜分成兩個(gè)部分，如紅-橙-黃和綠-藍(lán)-紫，用聚光透鏡將這兩組分別加以聚集，其結(jié)果將產(chǎn)生兩種混合色彩，而這兩種色彩再互相混合，則又變成白色。

互相混合后變成白光的這兩種色光稱(chēng)為互補(bǔ)色。

如果我們從棱鏡光譜中將一種色相，譬如說(shuō)綠色分離出來(lái)，而用透鏡將剩下的紅、橙、黃、藍(lán)、紫幾種色彩聚合起來(lái)，獲得的調(diào)和色將是紅色，它就是我們分離出來(lái)的綠色的補(bǔ)色。如果我們將黃色分離出來(lái)，剩下的紅、橙、綠、藍(lán)、紫幾種色彩聚合后就變成紫色，它就是黃色的補(bǔ)色。

每一種光譜色相是所有其他光譜色相混合色的補(bǔ)色。

我們?cè)谝环N混合后的色彩中看不見(jiàn)組成這種色彩的每種色相。眼睛不像有音樂(lè)感的耳朵，后者可以在合奏中聽(tīng)得出任何個(gè)別的音調(diào)。

色彩產(chǎn)生于光波，光波是一種特殊的電磁能。人眼所能看到的光波長(zhǎng)度在400至700毫微米之間。

1微米=1/1000毫米=1/1000000米

1毫微米=1/1000000毫米

每種光譜色的波長(zhǎng)和按周秒計(jì)算的相應(yīng)頻率如下：

從紅到紫的諧波間隔接近一倍，即一個(gè)音階。

每種色相都可用指明它的波長(zhǎng)或頻率的方法來(lái)確切地加以說(shuō)明。光波本身沒(méi)有色彩。色彩是在人的眼睛和大腦里產(chǎn)生的。至今還不十分清楚人們是如何辨別這些波長(zhǎng)的。我們只知道有幾種色彩是由于人們對(duì)光感的定質(zhì)不同而出現(xiàn)的。

現(xiàn)在要考慮到物體色彩的重要問(wèn)題。例如，我們?cè)谝粋€(gè)弧光燈前握一只紅的和一只10綠的濾色器，將兩者放在一起時(shí)就產(chǎn)生黑色或暗色。紅色濾色器把光譜上除了紅色色域以外的所有射線(xiàn)都吸收了，而綠色濾色器則吸收了除綠光以外的所有射線(xiàn)，這樣就沒(méi)有色彩遺留下來(lái)，所以效果是黑的。由吸收作用所產(chǎn)生的色彩通常稱(chēng)為應(yīng)減色。

客觀(guān)物體的色彩主要是這種性質(zhì)的應(yīng)減色。一只紅色器皿看上去是紅色，因?yàn)樗樟斯獾钠渌猩剩鴥H僅反映了紅色。

當(dāng)我們說(shuō)“這只碗是紅的”，這時(shí)我們實(shí)際上是在說(shuō)，碗的表面分子結(jié)構(gòu)是吸收除紅光外所有射線(xiàn)的。碗本身沒(méi)有色彩；光產(chǎn)生色彩。

如果紅紙，即吸收除紅色外所有射線(xiàn)的一種表面，用綠光照射，那么紙就呈現(xiàn)黑色，因?yàn)榫G光不包含可資反射的紅色。

畫(huà)家使用的所有色彩都是含有顏料的或物質(zhì)性的。它們都是吸收性色彩，它們的調(diào)和受減色法規(guī)則的控制。當(dāng)互補(bǔ)色，或包含著黃、紅、藍(lán)三原色的結(jié)合體以一定的比例調(diào)和時(shí)，其應(yīng)減色的結(jié)果是黑色。

分光的、非物質(zhì)性色彩的類(lèi)似混合會(huì)產(chǎn)生白色，這是加色法的結(jié)果。