光谱颜色是视觉和光学研究中最重要的一部分,在实验,研究和观测中,我们经常会涉及到光谱颜色和光谱分解,理解光谱颜色是重要的基础,也是有效的方法。
波长和颜色的关系是很经典的激发问题,毕达哥拉斯认为,波长可以用来描述光的特性,从可见光400纳米至700纳米不等,在此波长中,肉眼可见到6种颜色,如红,橙,黄,绿,蓝和紫。波长在我们的生活中扮演者重要的角色,它可以让我们知道颜色有多深,多浅,以及什么样的颜色更加艳丽。
有了颜色和波长之间的关系,我们可以更好的理解光谱中的现象,通过对照表可以更有效的辨别波长和颜色的对应关系,便于科学研究。
图2是光谱颜色波长的对照表,由于现代科学技术的发展,可见光光谱能够精确的描述波长和颜色中的相关性。
图片来源wikipedia,图中大多数数据取自Weber's 《book Handbook of laser wavelengths》(韦伯《激光波长手册》)
从上表可以看出,光谱颜色与波长之间存在着明显的联系,比如,长波长之间存在着明显的联系,长波长的光谱会产生深色,而短波长会产生浅色的颜色,因此,通过改变光的波长,就可以改变光的颜色,反之亦然。
通过对比上表,我们可以很容易的分辨出不同波长对应的颜色。光谱颜色波长对照表可以为科学家们提供一个有意义的参考,可以帮助他们进行实验室验证和精确控制。
光谱分区是指将电磁波按照波长的不同分成不同的区间,从而将电磁波的频谱划分为不同的部分。这些不同的部分在物理学,化学,天文学,地球科学等领域都有重要的应用。
光谱分区按照不同的波长,通常被划分以下几个部分:
红外线区:波长长于700nm,常用于红外线热成像,红外线通讯等领域;
可见光区:波长介于400-700nm之间,是人类眼睛所能感知到的电磁波范围,包括紫,蓝,绿,黄,橙,红等颜色;
紫外线区:波长短于400nm,包括近紫外线,真紫外线和远紫外线,通常于紫外线灯,紫外线杀菌等领域;
X射线区:波长短于10 nm,常用于医学影像学,材料分析等领域;
γ 射线区:波长短于0.01nm,常用于放射性同位素检测,核反应等领域。
在实际应用中光谱分区及波长的测量和分析时很重要的。例如,通过红外线光谱能够分析分子的化学结构;通过紫外线光谱能够检测材料的表面污染;通过X射线光谱能够确定材料的元素成分等。因此,光谱分析技术被广泛应用于科学研究,工业生产和医疗诊断等领域。