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    文摘报 2023年10月14日 星期六

    太阳是什么颜色的

    《 文摘报 》( 2023年10月14日   06 版)

        19世纪,物理学家提出了“黑体”的概念,这是一种假想的能完美吸收所有辐射的物体。一旦有光射向它,它就会被加热,这一过程会让它以光的形式辐射热量,而这种辐射会横跨整个光谱,其亮度也会在特定的颜色(或者说频率)上达到峰值。如果将黑体在不同温度下和不同波长上光辐射的强度描绘出来,就形成了所谓的黑体辐射曲线。

        本质上,太阳是一团极热的气体,或者更准确地说,它是一团炽热的等离子体。它的行为和黑体非常的相似。当我们用地球大气层上方的卫星测量太阳光谱时,我们能看到它辐射的光横跨了整个可见光波段。太阳同样会辐射紫外线和红外线,不过没有那么多。令人惊讶的是,太阳在蓝色和绿色的部分最明亮,向红色的部分渐渐变暗。自然地,你可能觉得这意味着太阳是青色的。但显然不是这样。

        这个问题又回到了我们的视觉来源。视锥细胞是专门检测颜色的细胞,分为L、M和S三种,它们分别专注于看长波长(最长到红色端)、中波长(从黄到绿)和短波长(蓝色)的光。整个过程很复杂,但总的来说,当光线照到视锥细胞上时,它们就会向大脑发送信号,表明不同波长的光对应的强度。大脑会对比这些信号,最终将其理解成颜色。如果S和M视锥细胞被强烈激活,而L视锥细胞没有,那么你可能会看到偏绿的色调,而L视锥细胞活动增强会让我们看到红色。如果可见光谱上的光都同样明亮,那我们就会看到白色。太阳光正是这样,它会导致三种视锥细胞都被强烈激活,因此看起来是白色的。

        对于太空中、未曾穿越地球大气层的阳光,这个答案是正确的。比如宇航员看到的太阳是白色的。然而,当阳光穿过空气时,有些会被空气分子吸收,有些会被散射。不同颜色的光受到的影响不同:蓝光比红光更容易被散射。这就是天空呈现蓝色的原因,漫天的散射光,将天空染成了蔚蓝色。正是这个过程轻微地改变了我们看到的太阳颜色。如果去除太阳中的蓝光,它看起来就会偏黄一些。

        不过,大脑对颜色的认知其实是一个相对的概念,我们会将一个物体的颜色与视野中的其他颜色进行比较。比如,天空是蓝色的,它会映衬着太阳更偏黄一些。但实际上,我们看到的白纸(可以很好地反射所有颜色的光)在阳光下还是白色的,这也说明,太阳大体上是白色。

        (《北京青年报》10.10)

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