白色，似乎是我們生活中最為常見的顏色之一，卻蘊(yùn)含了極為豐富的科學(xué)內(nèi)涵。太陽光作為白色的代表，其實(shí)是由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫等多種顏色復(fù)合而成的。那么，這些顏色是如何以特定的混合比例呈現(xiàn)出我們所看到的白色呢？

　　上圖向我們展示了太陽從紅外到紫外區(qū)域的光譜。外包絡(luò)線代表太陽的發(fā)射光譜，而經(jīng)過大氣層的吸收與散射后，我們在地面接收到的光譜則位于圖中的內(nèi)層。這個(gè)光譜中能量最高的區(qū)域恰好位于綠色光附近，同時(shí)太陽光譜在近紅外和紫外波段也擁有可觀的能量。

　　在我們周圍，白色物體無處不在，但仔細(xì)觀察你會發(fā)現(xiàn)它們之間存在微妙的差異。有的白色物體略帶藍(lán)色調(diào)，有的則略顯黃色。以照明設(shè)施為例，電燈泡發(fā)出的光往往偏向黃色，而熒光燈則顯得更白一些。這種差異引發(fā)了我們對白色的另一種描述方式——色溫。色溫即高溫黑體輻射光的顏色，它與物體的溫度密切相關(guān)。想象一下煉鋼廠中剛剛出爐的鋼鐵，它呈現(xiàn)出紅色，對應(yīng)的色溫較低；而液態(tài)鋼則是略帶黃色的白色，與電燈泡的顏色相似。至于那些巨大的恒星，它們在科教片中呈現(xiàn)出淡藍(lán)色，表面溫度高達(dá)7000 K以上，遠(yuǎn)超我們太陽的表面溫度。

　　對于白色光源而言，其發(fā)光原理也各不相同。電燈泡通過電流在燈絲上產(chǎn)生高溫而發(fā)光，其色溫與燈絲的溫度一致。然而，熒光燈則采用了不同的方式，它屬于冷光源。在熒光燈中，電子與汞原子相互作用產(chǎn)生紫外線，隨后紫外線激發(fā)熒光物質(zhì)發(fā)出紅、綠、藍(lán)三種顏色的熒光，從而組合成白色光。許多LED燈也采用了類似的原理。盡管這些光源都能發(fā)出白色光，但由于光譜成分的缺失，物體的顏色可能會顯得不自然。

　　除了白色，我們眼前的黑色也可能隱藏著更多的秘密。你是否曾想過，我們看到的黑色真的是絕對的漆黑一片嗎？實(shí)際上，有些黑色物體在特定條件下會發(fā)出我們看不見的光。紅外監(jiān)控?cái)z像機(jī)就是一個(gè)例子，它發(fā)射紅外線進(jìn)行照明并拍攝紅外線影像，然而這些紅外線對我們而言是不可見的。同樣地，由于人眼對紫外線也不敏感，如果光譜中只有紫外線存在，我們同樣會看到一片漆黑。但是紫外線與物體作用時(shí)很容易轉(zhuǎn)化成可見光。當(dāng)紫外線光子被物質(zhì)吸收時(shí)，它能夠通過熒光過程釋放出能量較低的可見光光子被人眼接收。例如紫外驗(yàn)鈔機(jī)發(fā)出的光看起來很暗因?yàn)槠涔庾V成分主要是我們看不到的紫外線加上少量的藍(lán)紫光但當(dāng)這些紫外線在防偽區(qū)域通過熒光轉(zhuǎn)化成可見光時(shí)我們就會覺得這個(gè)區(qū)域特別的亮。

　　那么為什么我們?nèi)祟悰]有紫外視覺呢？這主要是因?yàn)槲覀兊难劬Y(jié)構(gòu)對紫外線的吸收較強(qiáng)。光線在進(jìn)入人眼的過程中要穿過角膜、晶狀體、玻璃體等透明物質(zhì)最后到達(dá)視網(wǎng)膜被感光細(xì)胞接收。對于紫外線而言這些透明物質(zhì)并不那么“透明”了特別是玻璃體由于厚度最大對紫外線的吸收也最多導(dǎo)致到達(dá)視網(wǎng)膜的紫外線非常微弱無法引起視覺反應(yīng)。一些研究表明具有紫外視覺的鳥類眼球相對較小這使得紫外線在玻璃體內(nèi)的衰減減少。如果將人眼中的玻璃體替換為對紫外線透明的人造玻璃體紫外線確實(shí)可以引起視覺反應(yīng)。然而這并不會讓我們看到更豐富的顏色因?yàn)橐曞F細(xì)胞并沒有改變。而且根據(jù)接受過這種手術(shù)的患者描述在紫外線較強(qiáng)的環(huán)境下視覺會變得非常模糊。此外由于紫外線的折射率與可見光相差較大人眼很難對其成像。另一方面紫外線光子具有更高的能量對視網(wǎng)膜的破壞力也不容忽視對于壽命較長的物種來說過早失明可不是什么好事。

　　總的來說白色和黑色這兩種看似簡單的顏色背后其實(shí)隱藏著極為復(fù)雜的科學(xué)原理等待我們?nèi)ヌ剿骱屠斫狻?/p>