超級探索家為什麼有顏色

A. 為什麼會有顏色

光線是7種顏色組成的 不同物體對光線的反射不同 看到的顏色是物體吸收到的 比如橘子 吸收了橘色光 反射了其他光 你看到的就是橘色 這是比較簡單的闡述

當你走進繁華的百貨大樓，紅色、綠色、藍色和白色的衣服，綠里透紅的蘋果，金黃色的柑橘，櫥窗里鮮艷奪目的商品和商標，就會映入你的眼簾。顏色與人類的關系實在太密切了。在這個充滿色彩的世界裡，人眼能分辨的顏色至少有數千種。

顏色是怎樣在眼睛裡被感覺到的呢？在認識色覺的漫長歷程中，英國物理學家牛頓作出了開創性的貢獻。他通過著名的棱鏡分光實驗首先確認，顏色並不是光的客觀屬性，而是不同波長光刺激眼睛後產生的一種主觀感覺。可惜，在牛頓這一見解提出後的很長一段時間里，人們的研究只停留在對色覺現象的描述上。在18世紀，人們普遍認為，存在著三種原色：紅色、綠色和藍色，所有其他顏色都是三種原色以不同方式混合而產生的。

1802年，英國物理學家托馬斯. 楊揭開了系統研究色覺的序幕。他在一篇論述光的波動理論的文章中首先提出，三種原色並非光的物理特性，而是由眼睛中顏色敏感的機制所決定。他假設眼睛中存在著三種共振子，能分別對紅光、綠光和藍光呈現最大反應。1867年，德國物理學家赫爾曼·路德維格·赫姆霍爾茲，對此進行補充，並作了更確切的描述：在人眼視網膜中可能存在三種分別對紅、綠、藍光敏感的機制，這三種機制在不同波長米的刺激下發出不同的信號，傳至大腦，產生各種顏色感覺。這一理論開創了現代色覺研究的先河，影響深遠，被稱之為楊一赫姆霍爾茲三色理論。

三色理論使一些重要的色覺現象得到了科學的解釋。例如，任何一種顏色都可以用紅、綠、藍色調配出來。然而在另一些色覺現象面前，三色理論便無能為力了。例如，為什麼沒有一種顏色看起來既象紅，又象綠？為什麼一個灰色區域為明亮的綠環所包圍時看起來帶有紅色？在這種情況下，其他的色覺理論便應運而生。其中，最重要的是1878年德國心理物理學家埃瓦爾德. 赫林提出的拮抗色理論。這種理論假設有六種獨立的原色��紅、黃、綠、藍、白、黑色，它們分別組成三對：紅和綠、黃和藍、黑和白拮抗機制，因為彼此在感知上不相容，不存在帶綠的紅色，也不存在帶藍的黃色，赫林便稱之為拮抗色。赫林認為，正是這些拮抗的機制形成了色覺的基礎。拮抗色理論解釋了三色理論無法解釋的某些色覺現象。

一個世紀來，這兩種理論在激烈的論爭中都採取了更嚴格的敘述方式，同時不斷地把色寬研究推向前進。

在本世紀50年代以前，色覺研究的主要手段是心理物理方法。它的基本程序是：在各種視覺刺激下，要求受試者回答看到了什麼，然後分析其中的規律，作出推論。但是，這種方法只能告訴我們視覺系統能幹什麼，而不能回答是怎麼乾的，對於顏色信息在視覺系統的接收、編碼和傳遞過程也無法進行精細的分析，因此很難對三色理論和拮抗色理論作出正確的評價。近20年來，隨著資料的積累和新技術的發展，色覺研究進人了嶄新的階段。

研究是從視網膜的感光細胞著手，然後循著視覺信息傳遞的次序推進的。日本科學家富田是這方面工作的先驅者。生理學知識告訴我們，在視網膜中，有辨別顏色本領的是視錐細胞。富田教授用鯉魚做實驗，發現視錐細胞有三種類型，分別對紅、綠、藍光最敏感。1983年，美國科學家在猴的視網膜上，也得到了類似的結果。這就證實了托馬斯. 楊在150多年前的預見。

然而，視錐細胞產生的紅、綠、藍信號是否象三色理論假設的由專線向大腦傳遞呢？上海生理研究所楊雄里研究員和美國著名神經生理學家哈特蘭分別通過鯽魚和蛙的實驗，對此作了否定。他們認為，顏色信息在感光細胞是以紅、綠、藍三種不同的信號編碼的，此後是編碼為拮抗成對的形式進行傳遞的。正如哈特蘭總結的那樣：「在赫姆霍爾茲和赫林之間的長達一個世紀的爭論，現在似乎是解決了：兩者都是正確的。」

關於色覺理論的長期論爭似乎已風平浪靜，但是新的問題又隨之而起：視錐細胞的三色信號是怎樣編碼成色拮抗對的呢？顯然，揭開這一疑謎需要藉助於神經化學、細胞生物和遺傳工程技術。為了使色覺奧秘大白於天下，尚需孜孜不倦的探索。

B. 極光為什麼會產生顏色

人們看到的極光，主要是帶電粒子流中的電子造成的。而且，極光的顏色和強度也取決於沉降粒子的能量和數量。用一個形象比喻，可以說極光活動就像磁層活動的實況電視畫面。沉降粒子為電視機的電子束，地球大氣為電視屏幕，地球磁場為電子束導向磁場。科學家從這個天然大電視中得到磁層以及日地空間電磁活動的大量信息。例如，通過極光譜分析可以了解沉降粒子束來源，粒子種類，能量大小，地球磁尾的結構，地球磁場與行星磁場的相互作用，以及太陽擾亂對地球的影響方式與程度等。

極光不但美麗，而且在地球大氣層中投下的能量，可以與全世界各國發電廠所產生電容量的總和相比。這種能量常常攪亂無線電和雷達的信號。極光所產生的強力電流，也可以集結在長途電話線或影響微波的傳播，使電路中的電流局部或完全「損失」，甚至使電力傳輸線受到嚴重干擾，從而使某些地區暫時失去電力供應。怎樣利用極光所產生的能量為人類造福，是當今科學界的一項重要使命。

極光 常常出現於緯度靠近地磁極地區上空大氣中的彩色發光現象。一般呈帶狀、弧狀、幕狀、放射狀，這些形狀有時穩定有時作連續性變化。 極光是來自太陽活動區的帶電高能粒子「可達1萬電子伏」流使高層大氣分子或原子激發或電離而產生的。由於地磁場的作用，這些高能粒子轉向極區，所以極光常見於高磁緯地區。在大約離磁極25°—30°的范圍內常出現極光，這個區域稱為極光區。在地磁緯度45°—60°之間的區域稱為弱極光區，地磁緯度低於45°的區域稱為微極光區。 極光下邊界的高度，離地面不到100公里，極大發光處的高度約110公里左右，正常的最高邊界為300公里左右，在極端情況下可達1000公里以上。 根據近年來關於極光分布情況的研究，極光區的形狀不是以地磁極為中心的圓環狀，而是更像卵形。 極光的光譜線范圍約為3100—6700埃，其中最重要的譜線是5577埃的氧原子綠線，稱為極光綠線。 早在2000多年前，中國就開始觀測極光，有著豐富的極光記錄。

極光是劃過南北兩極地區上空的耀眼的光象。至今還沒有人確切地知道極光發生的原因，但人們通常認為極光是來自太陽微小高能粒子在地球磁場受阻後偏向的結果。一說是太陽高能粒子在地球磁場作用下和地球外層大氣中氧氮原子撞擊產生的輝光。太陽每11年左右有一個非常活動期，發出大量高能粒子進入宇宙空間。此時出現的極光最為瑰麗壯觀。