人眼與光

光是一種電磁波，并以每秒約30萬千米的速度，沿直線進(jìn)行傳播。電磁波波長范圍很寬，人眼能看得見的叫做可見光。不同波長的可見光，在我們的眼睛中產(chǎn)生不同的顏色感覺，按照波長由長到短，光的顏色依次是紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫等色。

人眼之所以能夠看到物體的色彩，是因?yàn)槲矬w表面對光譜中不同波長的光波或吸收或反射，而被反射的色光刺激人眼感色單元。如果物體是一種透明體，它對光的反射和吸收可相應(yīng)地表現(xiàn)為穿透和不穿透。我們看到的色彩是投射光透過物體后的色彩。白光是混合光，物體對它基本上不吸收，近乎全反射，則表面呈白色；對它近乎全吸收，基本上無反射，表面就呈黑色；而對它按比例吸收和反射，表面呈灰色。有選擇性的對不同波長的光波吸收、反射和穿透，就呈彩色。比如綠色的草，它吸收了太陽光譜中的紅、橙、藍(lán)、紫色光，不同程度的吸收黃、青色光，而主要反射綠色光，從而構(gòu)成它的表面色彩，給人以綠色的感覺。

通過眼睛與大腦的配合，我們才能看清楚周圍的一切：判斷距離，比較形狀，辨別物體和欣賞五彩繽紛的世界。人類從外界獲得的各種信息，有90％是從視覺器官獲得的。

在人的視網(wǎng)膜上，有兩種視感覺細(xì)胞。一種叫視錐細(xì)胞，它適于感覺強(qiáng)光，是晝視和色覺的感受細(xì)胞；還有一種叫視桿細(xì)胞，它對弱光有高度的敏感性，是夜視的感受細(xì)胞，但它的辨色能力很差。視錐細(xì)胞在白天或強(qiáng)光下工作，視桿細(xì)胞則在夜晚或弱光下工作，它們有明確分工又相互配合，輪換工作和休息，使人眼有很強(qiáng)的適應(yīng)能力。不知你注意過沒有，在朦朧的月光和星光下，或是在光線微弱的黑屋子里，你所看到的物體都失去了往日多彩的顏色，變成了只有明暗對比的黑白世界。這是由于負(fù)責(zé)夜視的視桿細(xì)胞缺乏辨色能力所致。

人們常說，貓和狗的眼睛好。無論在多么黑的夜里，它們都能準(zhǔn)確地辨認(rèn)障礙，捕捉獵物。在貓、狗等夜行動(dòng)物的視網(wǎng)膜上，有大量的視桿細(xì)胞，而視錐細(xì)胞卻極少，這使它們夜視能力很強(qiáng)。也恰恰因此，使貓和狗成為“色盲”。在它們眼中，什么紅花、綠草，只有明暗差別而已。另一方面，雞的視網(wǎng)膜上密布著視錐細(xì)胞，但缺少視桿細(xì)胞，所以雞雖然能看見五彩繽紛的世界，但卻是一個(gè)夜盲。

蔚藍(lán)的大海白浪滔天

人們常說，蔚藍(lán)色的大海，白浪滔天，而實(shí)際上海水和浪花都是無色透明的?？吹降念伾际翘柟庾饔玫慕Y(jié)果。

當(dāng)陽光照射到大海上，紅光等波長較長的光能繞過阻礙射向海底。但在前進(jìn)中不斷被海水和海里的生物所吸收。而藍(lán)光等波長較短的光，雖有一部分被吸收，但大部分遇到海水的阻礙就被散射到周圍或者干脆被反射回來，所以海水是藍(lán)色的。

浪花主要是由泡沫和一些小水珠組成，泡沫的表面是水膜，小水珠就像一些小棱鏡；當(dāng)光線照在泡沫和水珠上時(shí)，會(huì)在它們的表面發(fā)生反射和折射。折射到泡沫和水珠內(nèi)的光線，射出時(shí)又會(huì)碰到周圍的泡沫和水珠的表面，又將發(fā)生反射和折射……最終光線經(jīng)過多次折射和反射后，從各個(gè)不同的方向反射出來。又因泡沫和水珠的表面對各種顏色的光反射機(jī)會(huì)幾乎是均等的，所以在日光下浪花呈白色。

銀針變黑

縫衣針都是亮亮的，但是把針扎成一捆，針尖朝上，我們從上面看下去，除了最外面一層外，其余部分的針尖都變成黑色了。我們知道針是經(jīng)過電鍍的，單根針能反射90％的光線，所以看起來是閃亮的。但如果把針捆成一捆，光線傾斜地照射在針尖上，光線就會(huì)在每兩個(gè)針尖的縫隙里發(fā)生連續(xù)反射。光線反射過來，又反射回去，就像落人陷阱一樣，越陷越深。光線每反射一次就有一部分被吸收，在反復(fù)地反射過程中，最后幾乎完全被吸收了，所以沒有光線從針尖上反射到我們的眼里來，自然這些針尖看起來就是黑的了。

銀針變黑與音樂廳的墻壁有相似之處。因?yàn)槁曇艟哂信c光相似的傳播特性，所以利用這一原理可以建造性能良好的吸音室，用帶尖劈的吸聲材料敷于墻壁上，就可以起到很好的吸聲作用。

紅綠燈

交通信號燈的顏色可不是隨意選用的，這其中大有學(xué)問呢!我們知道，空氣中除了氮?dú)狻⒀鯕獾雀鞣N氣體分子外，還懸浮著許多灰塵小顆粒，所以光在空氣中傳播時(shí)會(huì)產(chǎn)生散射現(xiàn)象。散射與光的波長有關(guān)，波長越短，散射作用越強(qiáng)。在可見光中，紅光的波長最長，空氣對它的散射作用是最弱的，所以它要比其他顏色的光傳得遠(yuǎn)，穿透力最強(qiáng)。這樣，司機(jī)在比較遠(yuǎn)的地方就可以清楚地看到信號，并及時(shí)制動(dòng)，讓車子減速慢行。另外，人的視覺對紅色很敏感，它能使人產(chǎn)生一種灼熱感和興奮感，可以提醒司機(jī)注意路面情況，控制車速。防止事故發(fā)生。

1858年，在英國倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅、藍(lán)兩色的機(jī)械扳手式信號燈，用以指揮馬車通行。這是世界上最早的交通信號燈。電燈發(fā)明后交通信號燈改用電燈，并把藍(lán)色改為綠色，在紅、綠兩色之間加了穿透力較強(qiáng)的黃色，在變換信號時(shí)給車輛和行人一個(gè)準(zhǔn)備時(shí)間。

除了交通信號燈外，人們還常常在城市的一些高大建筑物頂端安裝一些紅色的閃爍燈，它們可以保障夜航飛機(jī)的飛行安全，防止撞機(jī)事故的發(fā)生。此外，紅色還用來表示危險(xiǎn)、緊急之意。例如，消防部門就采用了紅色標(biāo)志，而且一些消防器材和設(shè)備也都被涂成了紅色。

人們把綠色視為安全信號，認(rèn)為安全的事物常被冠以綠色的頭銜如：綠色通道，綠色食品等。

綠色的太陽

早晨和傍晚的太陽是紅色的，中午的太陽是黃色的，有時(shí)還會(huì)看到綠色的太陽，為什么太陽會(huì)變色呢?這是地球大氣層的緣故。

因?yàn)闊o論日出還是日落，太陽放射出的光波經(jīng)過地球大氣層的距離，都比太陽在正午直射時(shí)的距離長兩倍多。此時(shí)的陽光經(jīng)過懸浮在大氣中的氣體分子、小塵埃、冰晶、水滴的吸收和散射后，波長較短的藍(lán)光、紫光大多被吸收或散射掉，只剩下波長較長的紅光、橙光到達(dá)地表，所以旭日和夕陽看起來是紅彤彤的了。不過在葉天的大多數(shù)時(shí)間里，7種顏色的光都是按差不多的比例混合的，看起來呈金黃色。

在日出和日落時(shí)，當(dāng)太陽只有一小部分在水平線之上，而空氣又十分清新，綠太陽便會(huì)出現(xiàn)，維持僅數(shù)秒。太陽光通過大氣層時(shí)會(huì)被折射，波長較短的光會(huì)被折射得較多，所以在日出或日落的一刻，最先或最后所看見的應(yīng)是藍(lán)光。但是，藍(lán)色的光在空氣中易被散射，不易看見，而往往看到比藍(lán)光波長稍長的綠色光，這樣人們便看見了綠太陽。

晚霞與大氣污染

絢麗多彩的晚霞令人陶醉。但是很少有人知道，我們現(xiàn)在目睹的晚霞有時(shí)要“感謝”污染呢。城市的落日和空氣清新的鄉(xiāng)村落日是不同的。

在潔凈的、未受污染的大氣中，大部分的散射是空氣中的分子引起的，散射主要影響波長較短的光。所以天空本身呈現(xiàn)出藍(lán)色。太陽光直接穿透空氣，在散射過程中它失去許多藍(lán)色，因此在空氣清新的鄉(xiāng)村太陽呈現(xiàn)出燦爛的黃色。

在當(dāng)今的工業(yè)社會(huì)，污染物通常是懸浮的微粒，這些顆粒也會(huì)引起散射，散射的效果取決于波長。散射不僅在藍(lán)色區(qū)域強(qiáng)烈，而且在綠色到黃色部分也很強(qiáng)。穿過了污染空氣層的太陽光的強(qiáng)度削弱了許多，失去相當(dāng)部分的藍(lán)色、黃色和綠色成分，因此太陽看上去更紅一些。此外，臭氧和水蒸氣還會(huì)額外地吸收光能，結(jié)果太陽呈現(xiàn)出黯淡、橘紅的顏色。散射的光失去了大量波長較短的光波，結(jié)果主要是紅光得以穿透。天空呈現(xiàn)出暗紅色。紅色明暗的不同反映著污染物的厚度。

你知道香煙的煙的顏色嗎?

這似乎是一個(gè)很簡單的問題，一般人都認(rèn)為香煙的煙的顏色是灰白色的。但不完全對。

你只要仔細(xì)觀察會(huì)發(fā)現(xiàn)，吸煙時(shí)從煙頭上直接冒出的煙是藍(lán)色的，而從人口中吐出的煙是白色的。同樣是煙為什么顏色不同呢?

原來細(xì)小的顆粒也能散射光線。根據(jù)瑞利散射定律，太陽光譜中的波長較短的紫、藍(lán)、青等顏色的光最容易散射出來，煙是由細(xì)小顆粒構(gòu)成的，所以它散射藍(lán)光，人就看見了發(fā)藍(lán)的煙。而從嘴里吐出的煙因小顆粒上沾了水分，顆粒變大，幾乎所有顏色的光都反射，因此看到的就是灰白顏色了。

蚊子是如何找到你的

夏天的夜晚，你在黑暗中看不見蚊蟲，卻常遭受蚊蟲的襲擾。蚊子是怎么找到你的?

其實(shí)在黑暗中，蚊蟲同樣也看不見人，它不是通過聽你呼吸發(fā)出的聲音，也不是聞你的氣味，更不是瞎碰亂撞找到你的，蚊蟲對你身上發(fā)出的紅外線有感應(yīng)，從而叮上了你。看來蚊子找到你也是與光線有關(guān)。

人的體溫都相對恒定，也就是說機(jī)體所產(chǎn)生的熱和散發(fā)的熱基本相等。人的輻射熱其實(shí)是一種紅外線，是一種肉眼看不見的光。

在自然界，有不少動(dòng)物具有能接收紅外線信息的結(jié)構(gòu)。雌蚊蟲的紅外線探測器是它的觸角，呈環(huán)毛狀。雌蚊蟲覓食時(shí)，不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)一對觸角，當(dāng)兩條觸角接收到的輻射熱相同時(shí)，就知道可被吮血的溫血?jiǎng)游锞驮谡胺?，蚊蟲就朝目標(biāo)飛去。還有哪些動(dòng)物有靈敏的紅外線感受作用呢?

蛇類中有一些蛇，如響尾蛇，在眼睛與鼻孔之間有一凹窩，叫頰窩，具有極靈敏的紅外線感受作用。將一條蒙住雙眼的響尾蛇放在兩只燈泡的下面，燈泡不亮?xí)r，響尾蛇毫無反應(yīng)，顯得很安靜，當(dāng)開亮其中一只燈泡時(shí)，響尾蛇立即昂首張口朝著它，顯得異常興奮，而對那只不亮的燈泡不予理睬。除此之外，深海烏賊、雞虱、臭蟲、螞蟻等動(dòng)物都有感受紅外輻射的能力。

響尾蛇導(dǎo)彈就是根據(jù)動(dòng)物的“熱感受器”原理，制造出來的，當(dāng)然還有許多更多靈敏的溫度計(jì)和紅外探測裝置等。