反對所有認為“散射作用比色素作用顯著”的答案。請大家參閱 @zloga 答案中的實驗結果,與我的結論一致。該實驗中紅血蛙透射光知乎日報2014.10.16" href="/zh-tw/classic/MdnmRXuTHZ.html">紅色,藍血蛙透射光為藍色,強有力地證明了“散射作用遠小於色素作用”,而非野合菌一直聲稱的“色素的作用遠遠小於散射作用”。
預告。等假期結束回校後,會做相同組織色素漂白實驗,和透射光譜測量實驗。
反對各種說“色素不重要”的答案。
那些答案所說的理論,都是正確的。但是並不適用於“手包燈管”這個體系。對於少色素體系,散射理論是成立的(比如紙、牛奶等),但對於多色素體系,色素作用才是主要因素。
手包燈管就是由手中的血液(血紅蛋白)和肌肉(肌紅蛋白)等色素,吸收了紅光以外的光,導致的。在色素含量高的體系裡,散射顯示顏色的作用會被掩蓋。
本人本科畢業論文就是關於 Mie 散射和 Gans 散射,目前在做光學方向的理論。感覺這個問題的回答者都太想當然了。並不是高深的理論就適用於所有體系,要考慮清楚理論的適用範圍。
實驗是檢驗真理的唯一標準。下面的實驗,大家在家裡都能做。
先實驗證明,再理論分析。
圖片文字全部原創,轉載引用請聯絡我(被某些人逼的啊)——qcmsqas
後面有實驗更新——2016-02-11
我們先來看下題主說的現象
我的手指真是紅。
再來看下其他的動物組織,比如蝦仁
可以看到,蝦肉顯示出青色。這是著名的“蝦青素”。
蝦仁是冷凍的,我們再來看個活的(現殺),蛤蜊的斧足
是黃的唉~
低等動物沒有血紅蛋白和肌紅蛋白,透射光就不是紅色了。
那植物怎麼樣?來一塊白菜梆子。
白菜是綠色的。葉綠素的作用很明顯,雖然原本看起來挺白的。
從上面的實驗可以看出,不同物種具有不同的色素,放在燈上的顏色就不一樣。這裡顯示的顏色主要就是色素引起的。大部分脊椎動物都有紅色血液和肌肉,所以都和人一樣。
以下是 2016-02-11 新實驗
終於從老家回來,材料更加充足,補充實驗,豬肉的瘦肉和肥肉
豬瘦肉,含有少量血液(毛細血管),含有大量肌紅蛋白,顯示紅色。
豬肥肉,含有少量血液(毛細血管),含有少量其他色素,有微微的紅色或黃色,表面看起來幾乎是白色。
切割成小條,接近手指厚度,放在閃光燈上。為了防止拍照的白平衡和色差的影響,兩塊肉放在一起拍攝。
注意,左邊兩張圖是側面照的,右側是正面。側面拍照時,由於脂肪一側光強較強,向著瘦肉一側有光染。以最後一張正面照最為乾淨。(注意這三張其實是同一個實驗的三個角度)。
瘦肉明顯出現了紅色,而肥肉從黃(中心)到黑(邊緣),都沒出現紅色。
結果很明顯,肥肉只是黃色,而瘦肉有很明顯的紅色。可見,肌紅蛋白在這個現象裡起了至關重要的作用。人手指放在燈上,很接近豬瘦肉的顏色。這又證明了手指透射光,主要成因是紅色素(血紅蛋白 肌紅蛋白)。
這裡要補充一個簡單的道理,色素顯色,透射現象要比反射現象明顯很多。因為透射時,光穿過整個物體,被物體體內所有的色素吸收。而反射時,光之到達物體表面,只被物體表面色素吸收。當物體含有色素濃度低時,反射看不出色素,但透射很容易看出。例如上面的白菜梆子,以及豬肥肉。更多實驗請期待初八回校(家裡調節還是有限)。
新實和討論驗結束
下面開始進行學術分析。首先普及一個概念,顯色原理。
被動顏色(非光源光的顏色,下面稱之為“顯色”)的成因有兩種,一種是色素顯色,把其他光吸收,只留下某種顏色光,另一種是散射顯色,將某些色光散射到其他方向,另一些色光則透射更遠。比如傍晚的紅日,藍天藍海。
另外的答案裡提到的“瑞麗散射,Mie 散射,xxScattering”等,都滿足散射顯色的性質,只是原理有些不同。
如何在現實現象中判斷是色素作用,還是散射作用呢?我們先來做幾個實驗,瞭解下到底什麼是散射顯色,什麼是色素顯色。
我們再來做個實驗。用一杯清水滴一滴牛奶搖勻,
然後把手機閃光燈放在下面,從上看
可以看到這個紅色的光點,是閃光燈。
再側面看
看到側面下部看起來略偏藍。
從上面的實驗看出,散射顯色的特點是,正面看到光源的像(閃光燈光點,太陽),是透射色(這裡是紅色),側面看到的散射光,是透射色以外的顏色(這裡是藍色)。
那麼,色素顯色是怎麼樣的呢?用鞭炮的外皮浸出紅染料重複上述實驗
從上面看
從側面看
從這些結果可以看出,色素顯色,不論從哪個方向看,不論是光源的像還是周圍的散射光,都是同樣的顏色。散射顯色,從透射方向看光源,是透射色(往往是紅),從側面看散射光,是散射色(往往是藍)。
當然,有些溶液的散射顯色,透射色和散射色不是紅藍。例如活性葉綠素溶液。
而手指的側面什麼樣子呢?看一下
可以看到,任何角度手指都紅。這明顯不是散射顯色,而是色素顯色。手指顯色的現象,與鞭炮浸透出的紅色素顯色現象相似,與散射顯色的現象不同。
一般情況下,散射顯色弱於色素顯色。天空這麼寬廣才顯出淺藍,而藍色燈籠一張紙足以。有色素的時候,往往能夠掩蓋散射顯色的現象。只有白色(無色)的散射體,才容易體現散射顯色。
然而,有些情況下,散射顯色可以非常華麗,例如孔雀羽毛。所以人類也在模仿散射顯色,主要成果包括光子晶體,超材料顯色等。