颜色是光地波粒二象性在复频域地映射

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1、实用文档颜色是光的波粒二象性在复频域的映射庞也驰，庞多益中国印刷科学技术研究所摘要本文从光的电磁波谐波时域函数及光子动量公式出发，推导出光色映射复频谱颜色表达式（二维平面函数）。通过公式得出，矢径与光的量子数多少有关，位相角与光的频率有关。通过分光光度计测量出色光的反（透）射率，经过计算得到复频谱矢端函数，在二维复平面上对矢端函数积分整合，给出表征颜色性能的色相、色彩强度、亮度、色彩饱和度及主波长等颜色特征数值，从而为进一步对颜色进行解析打下基础。关键词：光颜色电磁波量子复频谱Coloristhelightwave-particledualitymappinginthec

2、omplexfrequencydomainpangyechipangduoyiABSTRACTThispaperdeducedaComplexFrequencySpectrum(CFS)function(planarfunction)ofcolor-lightmappingfromtime-domainfunctionofthephoticelectromagneticwaveharmonic.Theconclusionisthatradiusvectorscorrelatedwithlightquantumquantityandphasecorrelatedwithfr

3、equencyoflight.Reflectivity(ortransmittivity)mustbemeasuredbyspectrophotometer,andthencalculatetheCFSphasefunction.Integratethephasefunctiononatwodimensionalcomplexplane,attributesofcolorlikehue,colorintension,lightness,saturationanddominantwavelengthetc.Thereby,constructafoundationforthe

4、furtheranalysisofcolor.大全实用文档Keywords:Light;Color;Electromagneticwave;Quantum;ComplexFrequencySpectrum0引言17世纪中期，英国科学家牛顿曾在他的《光学》一书中提出：“对于光线，严格说是没有颜色的。它不过是具有一定能量和能激起这样或那样的颜色感觉而已”[1]。牛顿认为光线是具有能量粒子的射线流，即射线（Rays）。19世纪初英国科学家杨及其后来德国科学家赫姆霍尔兹提出了光的三原色说。到20世纪20年代，莱特和吉尔德等多位科学家分别用红绿蓝三色光通过大量人眼视觉匹配实验，证明

5、了自然界的任何颜色都可以用红绿蓝三基色光匹配出来。在此基础上国际照明委员会（CIE）制定出“CIE1931标准色度观察者三刺激值”的颜色匹配函数，奠定了今天的色度学基础。现代色度学理论把颜色看做是由光刺激视觉系统产生的感觉，因而把颜色纳入人的视觉心理范畴。本文主要讨论颜色与光之间内在的物理联系，即用光的波动性和粒子性印证颜色的物理特性及复频谱色度表达式[2]。1颜色学说的发展历程人的视觉是与生俱来的，一个具有正常视觉的人，都有颜色视觉。也许对于人来说，外界万紫千红的颜色被看成是自然天成的，反而忽略了从人自身探索颜色的奥秘。但是，我们还是要感谢历史上的先哲们，他们用智慧奠定

6、了今天的颜色科学。早在2400年前战国之初，思想家墨翟（公元前470-前381年）及其弟子在《墨经·经说下》中就有如下论述：“以目见，而目以火见，而火不见。惟以五路皆智。久，不当以目见，若以火见[3]。”大全实用文档意思是：用眼睛看东西，有了光才有视觉，而光本身是不会有视觉的。惟有五官才能产生视觉。但是，久而久之，人们反倒认为不是眼睛产生视觉，而是光在产生视觉。墨家关于光与视觉的精辟论述，有两点值得肯定：一是强调有了光才有视觉。二是指出长久以来人们忽略了人自身的视觉功能，误以为光就是视觉。不幸的是人们这种虚幻的习惯观念，一直延续了两千年。17世纪英国科学家牛顿以亲历实验，

7、为颜色科学做出了四大贡献：①通过三棱镜的折射，把日光分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7种色光，证明白光是由这些色光混合而成的。②认为光本身没有颜色，之所以有颜色是因为光本身具有一定能量，在光能量的刺激下，视觉系统产生颜色感觉。③色光按照红、橙、黄、绿、青、蓝、紫变化顺序，在紫与红之间加入一个紫红色，将它们排成一个封闭的环，称为“牛顿颜色环”，从而表明颜色的色相是连续的，在360°内呈周期变化。④通过实验和计算发现，可见光中红、绿、蓝、紫4种色光之间能量的比值为红；绿；蓝；紫。按照现代光色理论，可见光频域两端，蓝紫端光的频率正好