一、 色與光的關系

　　我們生活在一個多彩的世界里。白天，在陽光的照耀下，各種色彩爭奇斗艷，并隨著照射光的改變而變化無窮。但是，每當黃昏，大地上的景物，無論多么鮮艷，都將被夜幕緩緩吞沒。在漆黑的夜晚，我們不但看不見物體的顏色，甚至連物體的外形也分辨不清。同樣，在暗室里，我們什么色彩也感覺不到。這些事實告訴我們：沒有光就沒有色，光是人們感知色彩的必要條件，色來源于光。所以說：光是色的源泉，色是光的表現。

　　為了了解色彩產生的原因，首先必須對光作進一步的了解。

　　二、光的本質

　　人們對光的本質的認識，最早可以追溯到十七世紀。從牛頓的微粒說到惠更斯的彈性波動說，從麥克斯韋的電磁理論，到愛因斯坦的光量子學說，以至現代的波粒二象性理論。

　　光按其傳播方式和具有反射、干涉、衍射和偏振等性質來看，有波的特征;但許多現象又表明它是有能量的光量子組成的，如放射、吸收等。在這兩點的基礎上，發展了現代的波粒二象性理論。

　　光的物理性質由它的波長和能量來決定。波長決定了光的顏色，能量決定了光的強度。光映射到我們的眼睛時，波長不同決定了光的色相不同。波長相同能量不同，則決定了色彩明暗的不同。

　　在電磁波輻射范圍內，只有波長380nm到780nm(1nm=10-6mm)的輻射能引起人們的視感覺，這段光波叫做可見光。如圖2-1所示。在這段可見光譜內，不同波長的輻射引起人們的不同色彩感覺。英國科學家牛頓在1666年發現，把太陽光經過三棱鏡折射，然后投射到白色屏幕上，會顯出一條象彩虹一樣美麗的色光帶譜，從紅開始，依次接臨的是橙、黃、綠、青、藍、紫七色。如圖2-2所示。這是因為日光中包含有不同波長的輻射能，在它們分別刺激我們的眼睛時，會產生不同的色光，而它們混合在一起并同時刺激我們的眼睛時，則是白光，我們感覺不出它們各自的顏色。但是，當白光經過三棱鏡時，由于不同波長的折射系數不同，折射后投影在屏上的位置也不同，所以一束白光通過三棱鏡便分解為上述七種不同的顏色，這種現象稱為色散。從圖2-2中可以看到紅色的折射率最小，紫色最大。這條依次排列的彩色光帶稱為光譜。這種被分解過的色光，即使再一次通過三棱鏡也不會再分解為其它的色光。我們把光譜中不能再分解的色光叫做單色光。由單色光混合而成的光叫做復色光，自然界的太陽光，白熾燈和日光燈發出的光都是復色光。色散所產生的各種色光的波長如表2-1所示。

圖 2-1電磁波及可見光波長范圍圖

2-2色散現象

表2-1

　　三、相對光譜能量分布

　　一般的光源是不同波長的色光混合而成的復色光，如果將它的光譜中每種色光的強度用傳感器測量出來，就可以獲得不同波長色光的輻射能的數值。圖2-3就是一種用來測量各波長色光的輻射能儀器的簡要原理圖，這種儀器稱為分光輻射度計。

圖 2-3 分光輻射度計原理圖