光學、熱學與輸運性質
材料的顏色
/ KUH-ler uv muh-TEER-ee-ulz /
熟透的番茄是紅的,檸檬是黃的,葉子是綠的——可白色的陽光裡,每種顏色其實都均勻地含著。那這些色彩從何而來?不是來自光本身,而是來自每種材料對那束光做了什麼。你看到的顏色,是剩下的那一部分——是材料各取所需之後、送回你眼睛的那一段彩虹。
一種材料的顏色,由它吸收哪些波長的光、又反射或透射哪些波長所決定。白光帶著所有顏色到來;材料的電子把那些能量恰好對得上某個可用躍遷的波長吞下,剩下的顏色彈回或穿過,構成你所感知的色調。番茄吸收藍光和綠光、反射紅光;藍寶石則吸收除藍以外的一切。這份躍遷的確切名單——由能級間距、任何帶隙的大小、或零散的雜質原子所決定——便定下了顏色。
這種理解之所以重要,是因為顏色是窺探材料隱藏電子結構最便捷的窗口之一:化學家或地質學家常常能憑出來的是什麼顏色,猜到裡面藏著什麼。一個常見的誤解是以為一個物體擁有顏色,就像它擁有重量一樣。事實上,顏色是材料、照在它上面的光、以及眼睛三者之間的一種關係——換一種光,比如在鈉燈路燈下,同一個物體就可能呈現出令人吃驚的另一種色調。
純淨的紅寶石和純淨的祖母綠,它們的紅與綠竟來自同一種雜質——撒進去的少許鉻原子。兩種寶石裡圍著鉻的母體晶體各不相同,於是把鉻吸光的那些躍遷調成了不同的樣子,同一種成分便給出了兩種相反的顏色。
同樣的鉻雜質,讓紅寶石紅、祖母綠綠——是母體晶體定下了顏色。
並非所有顏色都來自吸收。自然界裡一些最鮮豔的顏色——孔雀的羽毛、肥皂泡、甲蟲的殼——是結構色,由光波在微小的脊紋上互相干涉而成,根本沒有任何色素在吸收。
又稱
另見