物理光学说:波长和频率是一回事。

有答主考虑介质折射率的,这个角度很好,对理解光的本质有一定意义。

对于光的颜色问题,这涉及光与物质之间的相互关系。光进入人眼,与视细胞产生作用,不同的频率或波长的光与视细胞作用效果不同,人眼能感觉到这个不同,也就是颜色。这种不同与光强没有关系(实际上,对人眼还是有影响的),类似于光电效应。这种不同与单个光子能量大小有关。而频率或波长只是为区分光子能量的单位,事实上是一回事。

所以,可见光的颜色是由光子能量来区分的。(这个回答有点糙,事实上人体太复杂了,更多时候个体的不同才是更主要的因素)


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色感与频率有关,光的颜色是由频率决定的

这个很好理解,颜色不会因为你观察介质折射率的改变而改变

在不同的介质中,光的频率不变,但是波长会变化

[公式]

[公式] 为光在真空中的波长,n为介质的折射率

补一个中科院物理所的科普视频

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其实这个有点诡辩了,锥体细胞对于光的响应曲线是由波长决定的,但是正如评论区所说,同一频率的光在晶状体中的波长又是确定的,那是不是说光的波长与频率在人眼中形成了统一呢?如果把晶状体的介质换一换颜色感知是不是会改变呢?显然这个实验没法做。但另一方面,色度学中广泛使用的度量却是波长。

单光子能量决定响应度似乎更加符合我们对探测器的认知,但人眼又有它的独特之处,目前没有人能够说清楚从锥体细胞受到刺激到你感知到颜色的工作原理,而且人眼又存在复杂的色适应机制,同一频率同一波长也不一定在人脑中形成相同的颜色感知。

目前的色度学规律很大一部分仍来源于标准观察者的统计规律,但不同频率的光子能量规律这应当是光学中最先想到的规律,但一百多年过去了,却并没有总结出一套与色光光子能量有关的视觉响应函数。

那这个问题,我是不能也不敢给它下一个结论的。

有兴趣的同学可以看看这位生物学专业的回答。

https://www.zhihu.com/answer/1027298150

*****************以下为原答案***********

我不敢百分百确保我的结论正确,万一翻车了,我就不好意思说自己是光电的了,但翻车的前提是有答主列出更专业的答案。

光的颜色是由波长决定的。

光的颜色确实客观上就存在,但我们所说的光的颜色更多是指光在刺激人眼后在大脑皮层中产生的某种神经刺激,这种刺激被人脑处理成我们所说的颜色,而产生五颜六色的颜色感知最根本的是需要人眼中的椎体细胞正常工作。

人眼中的锥体细胞按照对波长的响应特性分为红绿蓝三种,或者叫短中长三种,三种锥体细胞数量不同,蓝色最少(所以我们对蓝色的感知能力最弱),这种数量上的区别导致人眼对不同波长的等能量光的响应率也不同,可以理解为等能量光可以转化为多么强的视神经刺激。

人眼对于光的颜色是加色法,三种细胞通过视神经传回大脑皮层的刺激量的比值会被人脑处理成色彩感知,实际上生物学界对神经到大脑这一过程仍没有一个定论,有各种假说,三色假说,四色假说等等,但它们各有缺陷,比如三色假说不好解释色盲症,四色假说我有些忘记了,感兴趣可以自己去查。

也正因如此,有些动物没有三种椎体细胞,或者椎体细胞数量不足,不均匀等,会造成某些动物眼里没有七色光,甚至没有色光。

而人对光的颜色的定义正是基于人眼感知,由此产生了一个重要学科,色度学。

假设我们也像某些动物一样没有刚刚好的三种锥体细胞,那你问我532nm激光器发出的激光是什么颜色?我们可能会说,灰色,又或者棕色。


光的颜色可以被多普勒效应影响,而多普勒效应由频率的改变引起,所以光的颜色由频率决定。


我是这样子理解的,眼睛的视锥细胞细胞里面存在三种不同数量的感光蛋白,这些蛋白吸收光子就会发生结构变化然后和受体结合或者释放某些成分和受体结合(这里是我猜测的,没有学过高中以上的生物知识)。

然而这三种蛋白对不同的光子(hv)有不同的吸收速率,这就造成了人眼吸收光谱有三个峰值,所以决定你的大脑感受到的不同的冲动的因素是光的频率(ε=hv, c=λν;介质中c会变,v不变)。

以上都是靠我浅薄的生物知识和稍微好一点的物理知识推测的,如有谬误请谅解。


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