红色中间的阴影是骨头吗? qcmsqas,理论物理博士 / 计算机软硬件爱好者 / 可怜的生科博士的老公 多图,反对所有认为“散射作用比色素作用显著”的答案。请大家参阅 @zloga 答案中的实验结果,与我的结论一致。该实验中红血蛙透射光红色,蓝血蛙透射光为蓝色,强有力地证明了“散射作用远小于色素作用”,而非野合菌一直声称的“色素的作用远远小于散射作用”。 预告。等假期结束回校后,会做相同组织色素漂白实验,和透射光谱测量实验。 反对各种说“色素不重要”的答案。 那些答案所说的理论,都是正确的。但是并不适用于“手包灯管”这个体系。对于少色素体系,散射理论是成立的(比如纸、牛奶等),但对于多色素体系,色素作用才是主要因素。 手包灯管就是由手中的血液(血红蛋白)和肌肉(肌红蛋白)等色素,吸收了红光以外的光,导致的。在色素含量高的体系里,散射显示颜色的作用会被掩盖。 本人本科毕业论文就是关于 Mie 散射和 Gans 散射,目前在做光学方向的理论。感觉这个问题的回答者都太想当然了。并不是高深的理论就适用于所有体系,要考虑清楚理论的适用范围。 实验是检验真理的唯一标准。下面的实验,大家在家里都能做。 先实验证明,再理论分析。 图片文字全部原创,转载引用请联系我(被某些人逼的啊)——qcmsqas 后面有实验更新——2016-02-11 我们先来看下题主说的现象 我的手指真是红。 再来看下其他的动物组织,比如虾仁 可以看到,虾肉显示出青色。这是著名的“虾青素”。 虾仁是冷冻的,我们再来看个活的(现杀),蛤蜊的斧足 是黄的唉~ 低等动物没有血红蛋白和肌红蛋白,透射光就不是红色了。 那植物怎么样?来一块白菜梆子。 白菜是绿色的。叶绿素的作用很明显,虽然原本看起来挺白的。 从上面的实验可以看出,不同物种具有不同的色素,放在灯上的颜色就不一样。这里显示的颜色主要就是色素引起的。大部分脊椎动物都有红色血液和肌肉,所以都和人一样。 以下是 2016-02-11 新实验 终于从老家回来,材料更加充足,补充实验,猪肉的瘦肉和肥肉 猪瘦肉,含有少量血液(毛细血管),含有大量肌红蛋白,显示红色。 猪肥肉,含有少量血液(毛细血管),含有少量其他色素,有微微的红色或黄色,表面看起来几乎是白色。 切割成小条,接近手指厚度,放在闪光灯上。为了防止拍照的白平衡和色差的影响,两块肉放在一起拍摄。 注意,左边两张图是侧面照的,右侧是正面。侧面拍照时,由于脂肪一侧光强较强,向着瘦肉一侧有光染。以最后一张正面照最为干净。(注意这三张其实是同一个实验的三个角度)。 瘦肉明显出现了红色,而肥肉从黄(中心)到黑(边缘),都没出现红色。 结果很明显,肥肉只是黄色,而瘦肉有很明显的红色。可见,肌红蛋白在这个现象里起了至关重要的作用。人手指放在灯上,很接近猪瘦肉的颜色。这又证明了手指透射光,主要成因是红色素(血红蛋白 肌红蛋白)。 这里要补充一个简单的道理,色素显色,透射现象要比反射现象明显很多。因为透射时,光穿过整个物体,被物体体内所有的色素吸收。而反射时,光之到达物体表面,只被物体表面色素吸收。当物体含有色素浓度低时,反射看不出色素,但透射很容易看出。例如上面的白菜梆子,以及猪肥肉。更多实验请期待初八回校(家里调节还是有限)。 新实和讨论验结束 下面开始进行学术分析。首先普及一个概念,显色原理。 被动颜色(非光源光的颜色,下面称之为“显色”)的成因有两种,一种是色素显色,把其他光吸收,只留下某种颜色光,另一种是散射显色,将某些色光散射到其他方向,另一些色光则透射更远。比如傍晚的红日,蓝天蓝海。 另外的答案里提到的“瑞丽散射,Mie 散射,xxScattering”等,都满足散射显色的性质,只是原理有些不同。 如何在现实现象中判断是色素作用,还是散射作用呢?我们先来做几个实验,了解下到底什么是散射显色,什么是色素显色。 我们再来做个实验。用一杯清水滴一滴牛奶摇匀, 然后把手机闪光灯放在下面,从上看 可以看到这个红色的光点,是闪光灯。 再侧面看 看到侧面下部看起来略偏蓝。 从上面的实验看出,散射显色的特点是,正面看到光源的像(闪光灯光点,太阳),是透射色(这里是红色),侧面看到的散射光,是透射色以外的颜色(这里是蓝色)。 那么,色素显色是怎么样的呢?用鞭炮的外皮浸出红染料重复上述实验 从上面看 从侧面看 从这些结果可以看出,色素显色,不论从哪个方向看,不论是光源的像还是周围的散射光,都是同样的颜色。散射显色,从透射方向看光源,是透射色(往往是红),从侧面看散射光,是散射色(往往是蓝)。 当然,有些溶液的散射显色,透射色和散射色不是红蓝。例如活性叶绿素溶液。 而手指的侧面什么样子呢?看一下 可以看到,任何角度手指都红。这明显不是散射显色,而是色素显色。手指显色的现象,与鞭炮浸透出的红色素显色现象相似,与散射显色的现象不同。 一般情况下,散射显色弱于色素显色。天空这么宽广才显出浅蓝,而蓝色灯笼一张纸足以。有色素的时候,往往能够掩盖散射显色的现象。只有白色(无色)的散射体,才容易体现散射显色。 然而,有些情况下,散射显色可以非常华丽,例如孔雀羽毛。所以人类也在模仿散射显色,主要成果包括光子晶体,超材料显色等。 阅读原文