为什么我们能看见五颜六色的物体?

在日常生活中,我们能看到各种五颜六色的物体,比如白色的云、红色的花、绿色的叶子和黑色的墨水等等,你有没有想过为什么呢?可能有些同学一下子就想到中学的课本上说过,我们能看到物体是因为它们能反射光,而它们的颜色不同是因为它们只反射特定的光,比如叶子呈绿色是因为它们反射绿光。原因就是这样~但本篇文章想给大家科普一下稍微更深入的细节,让大家对“光”这个看不见的东西有一个比较全面的认识。

首先我们来想一下我们能看到一个东西需要哪些条件呢?一,要有一个被观察的物体;二,接收器——我们的眼睛;三,光。前面两个事物通常是存在的,所以第一个问题来了,光是什么,怎么来的?

光的本质

大家有没有听说过波粒二象性呀,没有听说过也没有关系,它说的是光既是粒子又是波,具有这两种理论上是对立的属性,我们不用深入那么多,只要知道两点:一、由于微粒的性质,我们可以把光理解为由多个光子组成的,我们所说的光就是看到一堆光子的集合而已;二、由于波动性的存在,我们可以将不一样的光理解为不一样频率的光子的集合。

举个例子,我们可以把红光理解成一堆处于红光频率的光子的集合,这是单色光,只有一种频率;而白光就比较特殊,它是复合光,即里面包含了多种频率光子。

好了这就是光的本质,就是一堆具有一定频率的光子集合,如果只有一种频率的光子,那就是单色光,如果有多种频率的光子,那就是复合光,比如白光。

“看见”的本质

上面一节我们介绍了光的本质,现在我们就可以聊一下“看见”的本质。大家思考几个问题,你看见了一个东西,你到底是看见了这个东西的什么?它为什么可以在你脑子里面形成一幅图像跟你说我长这样?它是把什么东西射到你眼里或者脑里了吗?如果它一直在发射它身上东西,那发射完了它不就不见了吗?

答案就是物体并不发射粒子让你感知到它,我们看到的其实是这个物体身上“射”出来光,也就是一堆一定频率的光子集合。注意这里的射是带有双引号的,那么问题来了,这些光子从何而来,是从物体本身发射出来的吗?

答案:一般的物体不会发射光子,它们“射”出来的光子其实是“反射”从别处来的光子,而这别处就是会产生光子的地方,也就是会发光的地方,我们称其为——光源。

光源

上面说到,一般的物体是不会发射光子的,那哪些东西可以发射光子呢?我们只要想一想生活中哪些东西是发光的就知道了。可以发光的物体包括很多,比如太阳光,燃烧的蜡烛,电灯或者是萤火虫的屁股等等。

那为什么这些东西可以产生光子呢?要回答这个问题,我们先来回忆一下上面的一个知识点,那就是光本身就是一个具有一定频率的能量波。所以如何产生光的问题可以转换成如何产生能量波?或者说如何产生释放能量?

在中学中我们可以知道物理反应和化学反应就可以释放能量的,而上面所说的太阳光、燃烧的蜡烛、电灯等等光源发光的原因就是因为发生了物理或者化学反应从而释放出能量波(也就是光子集合),而这些能量波刚好有部分的频率是位于可见光的频率当中的,因此我们才能“看见”光。所以总结来讲,光源就是一个可以发生反应从而释放出光子的地方。

答案

在上面几节介绍了光的一些知识点之后,现在我们终于可以来解答题目的问题:为什么我们能够看见五颜六色的物体?

我们先把“看见”的流程过一遍:1.光源发生反应,向四周释放出光子;2.光子撞到了某个地方(我们把地方称为x处)某个物体(我们把物体称为y东西),然后弹了出去;3.被弹掉了光子沿空气直线传播到了我们的眼中,此时我们就会看见,在x处有个y东西,这就是“看见”的过程。

然后我们来解释为什么会看到五颜六色的物体哇。我们知道物体也是由粒子组成的,而这些粒子会吸收特定频率的光子,也就是说,如果有一堆光子打到这些粒子身上时,这些粒子就会像漏斗一样,把自己喜欢的光子留下了,然后把不喜欢的光子踢走(反射)。所以五颜六色的原理就是物体把某些频率的光子给吸收了,然后把不能吸收的光子反射出去,而不同的物体吸收和反射的光子频率不一样,因此造成我们看见的颜色不一样。思考一个小问题,如果有些物体来着不拒,把所有的光子都吸收了,那它应该是什么颜色呢??。。。对啦那就是黑色。

所以这就是这个世界缤纷多彩的原因啦~


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