物理光學說:波長和頻率是一回事。

有答主考慮介質折射率的,這個角度很好,對理解光的本質有一定意義。

對於光的顏色問題,這涉及光與物質之間的相互關係。光進入人眼,與視細胞產生作用,不同的頻率或波長的光與視細胞作用效果不同,人眼能感覺到這個不同,也就是顏色。這種不同與光強沒有關係(實際上,對人眼還是有影響的),類似於光電效應。這種不同與單個光子能量大小有關。而頻率或波長只是為區分光子能量的單位,事實上是一回事。

所以,可見光的顏色是由光子能量來區分的。(這個回答有點糙,事實上人體太複雜了,更多時候個體的不同纔是更主要的因素)


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色感與頻率有關,光的顏色是由頻率決定的

這個很好理解,顏色不會因為你觀察介質折射率的改變而改變

在不同的介質中,光的頻率不變,但是波長會變化

[公式]

[公式] 為光在真空中的波長,n為介質的折射率

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其實這個有點詭辯了,錐體細胞對於光的響應曲線是由波長決定的,但是正如評論區所說,同一頻率的光在晶狀體中的波長又是確定的,那是不是說光的波長與頻率在人眼中形成了統一呢?如果把晶狀體的介質換一換顏色感知是不是會改變呢?顯然這個實驗沒法做。但另一方面,色度學中廣泛使用的度量卻是波長。

單光子能量決定響應度似乎更加符合我們對探測器的認知,但人眼又有它的獨特之處,目前沒有人能夠說清楚從錐體細胞受到刺激到你感知到顏色的工作原理,而且人眼又存在複雜的色適應機制,同一頻率同一波長也不一定在人腦中形成相同的顏色感知。

目前的色度學規律很大一部分仍來源於標準觀察者的統計規律,但不同頻率的光子能量規律這應當是光學中最先想到的規律,但一百多年過去了,卻並沒有總結出一套與色光光子能量有關的視覺響應函數。

那這個問題,我是不能也不敢給它下一個結論的。

有興趣的同學可以看看這位生物學專業的回答。

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

*****************以下為原答案***********

我不敢百分百確保我的結論正確,萬一翻車了,我就不好意思說自己是光電的了,但翻車的前提是有答主列出更專業的答案。

光的顏色是由波長決定的。

光的顏色確實客觀上就存在,但我們所說的光的顏色更多是指光在刺激人眼後在大腦皮層中產生的某種神經刺激,這種刺激被人腦處理成我們所說的顏色,而產生五顏六色的顏色感知最根本的是需要人眼中的椎體細胞正常工作。

人眼中的錐體細胞按照對波長的響應特性分為紅綠藍三種,或者叫短中長三種,三種錐體細胞數量不同,藍色最少(所以我們對藍色的感知能力最弱),這種數量上的區別導致人眼對不同波長的等能量光的響應率也不同,可以理解為等能量光可以轉化為多麼強的視神經刺激。

人眼對於光的顏色是加色法,三種細胞通過視神經傳回大腦皮層的刺激量的比值會被人腦處理成色彩感知,實際上生物學界對神經到大腦這一過程仍沒有一個定論,有各種假說,三色假說,四色假說等等,但它們各有缺陷,比如三色假說不好解釋色盲症,四色假說我有些忘記了,感興趣可以自己去查。

也正因如此,有些動物沒有三種椎體細胞,或者椎體細胞數量不足,不均勻等,會造成某些動物眼裡沒有七色光,甚至沒有色光。

而人對光的顏色的定義正是基於人眼感知,由此產生了一個重要學科,色度學。

假設我們也像某些動物一樣沒有剛剛好的三種錐體細胞,那你問我532nm激光器發出的激光是什麼顏色?我們可能會說,灰色,又或者棕色。


光的顏色可以被多普勒效應影響,而多普勒效應由頻率的改變引起,所以光的顏色由頻率決定。


我是這樣子理解的,眼睛的視錐細胞細胞裡面存在三種不同數量的感光蛋白,這些蛋白吸收光子就會發生結構變化然後和受體結合或者釋放某些成分和受體結合(這裡是我猜測的,沒有學過高中以上的生物知識)。

然而這三種蛋白對不同的光子(hv)有不同的吸收速率,這就造成了人眼吸收光譜有三個峯值,所以決定你的大腦感受到的不同的衝動的因素是光的頻率(ε=hv, c=λν;介質中c會變,v不變)。

以上都是靠我淺薄的生物知識和稍微好一點的物理知識推測的,如有謬誤請諒解。


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