光学、热学与输运性质
材料的颜色
/ KUH-ler uv muh-TEER-ee-ulz /
熟透的番茄是红的,柠檬是黄的,叶子是绿的——可白色的阳光里,每种颜色其实都均匀地含着。那这些色彩从何而来?不是来自光本身,而是来自每种材料对那束光做了什么。你看到的颜色,是剩下的那一部分——是材料各取所需之后、送回你眼睛的那一段彩虹。
一种材料的颜色,由它吸收哪些波长的光、又反射或透射哪些波长所决定。白光带着所有颜色到来;材料的电子把那些能量恰好对得上某个可用跃迁的波长吞下,剩下的颜色弹回或穿过,构成你所感知的色调。番茄吸收蓝光和绿光、反射红光;蓝宝石则吸收除蓝以外的一切。这份跃迁的确切名单——由能级间距、任何带隙的大小、或零散的杂质原子所决定——便定下了颜色。
这种理解之所以重要,是因为颜色是窥探材料隐藏电子结构最便捷的窗口之一:化学家或地质学家常常能凭出来的是什么颜色,猜到里面藏着什么。一个常见的误解是以为一个物体拥有颜色,就像它拥有重量一样。事实上,颜色是材料、照在它上面的光、以及眼睛三者之间的一种关系——换一种光,比如在钠灯路灯下,同一个物体就可能呈现出令人吃惊的另一种色调。
纯净的红宝石和纯净的祖母绿,它们的红与绿竟来自同一种杂质——撒进去的少许铬原子。两种宝石里围着铬的母体晶体各不相同,于是把铬吸光的那些跃迁调成了不同的样子,同一种成分便给出了两种相反的颜色。
同样的铬杂质,让红宝石红、祖母绿绿——是母体晶体定下了颜色。
并非所有颜色都来自吸收。自然界里一些最鲜艳的颜色——孔雀的羽毛、肥皂泡、甲虫的壳——是结构色,由光波在微小的脊纹上互相干涉而成,根本没有任何色素在吸收。
又称
另见