作者alan23273850 (God of Computer Science)
看板Physics
標題[問題] 關於人如何看見物體顏色的解釋
時間Tue Feb 2 01:26:36 2021
【出處】(習題或問題的出處)
國中理化老師教材
【題目】(題目的文字敘述，如有圖片亦可提供圖片)
https://imgur.com/Aw7Cyz9
本魯記得以前有一種說法是說，人會看見紅色的物體，是因為白色光照射到紅色物體後，
只有紅色光會被反射，其他顏色的光盡是被物體吸收，而這個紅色可以換成任意的顏色。
可是這個說法其實和這張教材的舉例１有違背，該舉例確實是符合現實，我剛剛也拿我的
亮面的絕對合格日文必背閱讀Ｎ２新制對應教材本來實驗，也確實如此，只要某個角度是
剛好目擊到天花板日光燈在書封面上的反射點，我確實就看不到反射點上的字。
如果按照第一段的說法，即使是亮面封底，理論上也應該只有目標物的顏色光會被反射，
其他顏色會被吸收才對？所以教材中的單向反射，漫射，和本內文第一段的這三個理論，
要如何互相解釋得通呢？有人能指點迷津嗎？
【瓶頸】(解題瓶頸或思考脈絡，請盡量詳述以利回答者知道要從何處講解指導)
(錯誤示範：第X題我不會，求詳解)
(錯誤示範：acceleration of gravity是什麼意思我看不懂)
(正確示範：我算出來的答案好像不太對，這是我的計算過程，哪裡出問題?)
--
1F：推 FXW11314: 119學生：我讀頂大11/27 18:45
2F：→ FXW11314: 116學生：我讀四大11/27 18:45
3F：→ FXW11314: 114學生：我讀清交11/27 18:45
4F：→ FXW11314: 113學生：我讀交清11/27 18:45
5F：→ FXW11314: 112學生：我讀學店11/27 18:45
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 123.194.139.84 (臺灣)
※ 文章網址: https://webptt.com/m.aspx?n=bbs/Physics/M.1612200399.A.FD2.html
6F：推 kerry0720: 看不到應該是因為反射光強度太大的關係導致眼睛無法分 02/02 01:48
7F：→ kerry0720: 辨 02/02 01:48
8F：→ kerry0720: 你可以試試用弱一點的光源看看應該還是有辦法看到字 02/02 01:49
500P
9F：→ cloudwolf: 吸收跟反射都沒有100%的，光滑與粗糙也不是0與1。 02/02 08:35
10F：→ cloudwolf: 課本的"圖例"都是比較極端的情形，因為比較容易"表現" 02/02 08:37
11F：→ alan23273850: 樓上大大這樣回我好難以分析與反駁 02/02 10:14
12F：→ cloudwolf: ??幹嘛反駁?? 02/02 11:18
13F：→ cloudwolf: 好啦!!你想想看，課本上的"圖例"入射光是不是都是平行 02/02 11:19
14F：→ cloudwolf: 光。而房間裡的日光燈與課本的面積和距離相比。能當作 02/02 11:22
15F：→ cloudwolf: 平行光嗎? 02/02 11:23
16F：→ cloudwolf: 所以當你以日光燈為光源，課本為物品，視網膜為感光器 02/02 11:24
17F：→ cloudwolf: 時，你已經同時接收到單向反射、漫射等多重幾何光學的 02/02 11:25
18F：→ cloudwolf: 結果。自然很難區分哪個結果是哪個原因造成的。 02/02 11:25
19F：→ cloudwolf: 你也可以去"模型版"看看那些做模型的高手，如何用漆與 02/02 11:32
20F：→ cloudwolf: 表面平整度來創造各種視覺效果。也許會對這問題更有感 02/02 11:33
21F：→ cloudwolf: 覺。 02/02 11:33
500P
22F：推 HDT: 要無限遠處的點光源才能當平行光 近距離的日光燈絕對不會是 02/02 15:35
23F：→ HDT: 然後就像cloudwolf講的 你看到的當然一堆反射、漫射等的結果 02/02 15:36
24F：→ HDT: 只是對你的視網膜來講，只是對你的視網膜來講，690nm左右的結 02/02 15:37
25F：→ HDT: 果最強 就像瑞利散射造成天空偏藍夕陽偏紅一樣 不是只剩藍或 02/02 15:39
26F：→ HDT: 紅 而是數量級的差異造成的結果 02/02 15:39
27F：→ HDT: 或者換個角度想 螢幕RGB顯色 會讓你覺得紅色的絕對不會只有 02/02 15:40
28F：→ HDT: G、B都等於0時才會覺得是紅色，即使有綠光藍光存在，只要R遠 02/02 15:41
29F：→ HDT: 大於G、B，你就會覺得是紅色 02/02 15:41
500P
30F：推 LukeSkywaker: 像什麼月曆、亮面海報，表面其實還是粗糙的，只是肉 02/02 23:06
31F：→ LukeSkywaker: 眼看不太出粗糙而已，光的波長很短，其實不用太大的 02/02 23:06
32F：→ LukeSkywaker: 粗糙就會漫射了 02/02 23:07
500P
整合一下各家回答ＸＤ 我的理解是這樣的，就是說材質對光的吸收除了
顏色本身以外
力度
也是一個因素，當材質為光滑表面時，無法發散（即降低）平行光源在材質反射點上的亮
度，於是當平行光源過亮時，材質連其他顏色都無法有效吸收，於是我們仍然看到白色光,
但是當材質為粗糙表面時，有發散（即降低）平行光源在材質反射點上的亮度，於是即使
平行光源很亮，我們依然可以依靠材質去吸收非材質顏色的光，就能看到材質本身的顏色.
所以總結來說，光滑或粗糙的差別就在於能不能削弱反射點的亮度到其他地方這樣子？
請問我的理解對嗎ＸＤ
另外，因為非平行光源也就等同於把點光源四散各地的效果，因此也有削弱亮度的功能。
33F：→ wohtp: 光的波長也沒那麼短啦，至少手摸得到的光滑就算光滑了 02/02 23:25
34F：推 wohtp: 海報那種銅板紙當然漫射不少，但你放一盞燈泡在前面，還是 02/02 23:31
35F：→ wohtp: 少不了有一團反射光。 02/02 23:31
36F：推 storyl39312: 不同意光的波長不算短，以手觸摸的光滑感其實不準 02/03 04:20
37F：→ cloudwolf: 其實還有一個地方要考慮:你做實驗的"樣品"是否真如你的 02/03 09:22
38F：→ cloudwolf: 理論"模型"。以書本的光滑封面來看，很有可能是出廠時 02/03 09:23
39F：→ cloudwolf: 上了一層"光滑透明的薄膜"(想像成很薄很貼合的書套)。 02/03 09:24
40F：→ cloudwolf: 所以在固定入射光(日光燈)、樣本(書本)、偵測器(眼睛) 02/03 09:27
41F：→ cloudwolf: 的位置後，假設把樣本依序分區為ABCDE五區。 02/03 09:28
42F：→ cloudwolf: 很有機會只有"C區"造成的反射光會進入偵測器。 02/03 09:31
43F：→ cloudwolf: C區看到的是"透明薄膜單向反射的白光(與光源相同)" 02/03 09:32
44F：→ cloudwolf: 喔!!上面說的不夠精確。應該說ABCDE都會有底層粗糙面 02/03 09:35
45F：→ cloudwolf: 經過吸收與漫射之後出來的光。因為吸收的影響，這些光 02/03 09:36
46F：→ cloudwolf: 已經與光源不同(就是眼睛看到的其他顏色)。 02/03 09:37
47F：→ cloudwolf: 但是在C區因為偵測器的位置剛好有表層薄膜的反射光射入 02/03 09:39
48F：→ cloudwolf: 而薄膜反射光的強度又大於底層漫射光。這時就只看到與 02/03 09:40
49F：→ cloudwolf: 光源相同色的反射光了。 02/03 09:40
50F：→ cloudwolf: 這樣的推論應該比較符合當主要光源是房間內的日光燈、 02/03 09:44
51F：→ cloudwolf: 樣本是書本的光滑封面、偵測器是人眼的實驗環境。 02/03 09:44
52F：→ cloudwolf: 可以的話，把光源由日光等改為可調亮度的檯燈，關掉日 02/03 09:47
53F：→ cloudwolf: 光燈後，其他不變，重新實驗看看。 02/03 09:48
樓上的模型只跟我原本假設的差一點點，我是直接把光滑塗料當成一層，然後說它對全部
顏色的吸收力都很差；然後樓上是把光滑塗料當成上層透光層，用幾乎全反射的方式解釋
大部分的光都被反彈了，雖然有少部分的光繼續到達封面塗料，但這仍然不影響上層的反
射光，因此肉眼無法辨別顏色。
54F：推 HDT: 其實樓上可以發一篇文(( 02/03 09:49
55F：推 kerry0720: 其實要考慮的東西蠻多的，這邊的課文應該是高中程度的 02/03 12:45
56F：→ kerry0720: ，如果對光如何傳播有興趣的話可以找幾何光學、電磁學 02/03 12:45
57F：→ kerry0720: 和物理光學來看，對色彩機制有興趣的話可以找色彩學看 02/03 12:45
58F：→ kerry0720: 看，都還蠻有趣的～ 02/03 12:45
感謝，不過我應該暫時沒心力追蹤到這麼底層的知識。
-------------------------------------------------------------------------------
總結來說我已經能體會到為什麼光滑封面會讓人眼無法辨別顏色了！
再次感謝板上各位資深大大的鼎力相助！
※ 編輯: alan23273850 (123.194.139.84 臺灣), 02/03/2021 22:38:26
59F：推 Vulpix: 你應該有看過又反光又能辨識顏色的狀況吧。 02/03 23:43
60F：→ alan23273850: 樓上的情況應該僅限於燈光不是很亮的時候吧！ 02/04 11:34
61F：→ alan23273850: 或者更精確的來說，是反光率不高的時候 02/04 11:35
62F：推 Vulpix: 是啊。但是這種情況其實非常常見。很多反光面都能辦到。 02/04 15:39
63F：→ alan23273850: 好的好的感謝尼！ 02/04 22:36
64F：推 bye2007: 其實有一個老問題跟這篇有關：為什麼沒有綠色的星星？ 02/05 22:49