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在水、玻璃等介質中,光的頻率不變,但人眼感受到的顏色會變化嗎?
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  • 1 # 和風

    既取決於頻率也取決於波長,因為這兩個物理引數在描述電磁波上是互為倒數關係,頻率確定了波長也就確定了,反之亦然。

    光的本質是電磁波,可見光即是人類眼睛可感知的電磁波譜上的特定一段頻譜,頻率從約405 THz(1 THz = 10^12 Hz)到約790 THz範圍內的電磁波都可以被人類視網膜上的三種視錐細胞和一種視杆細胞感知到,並將訊號傳遞至中樞神經系統形成對不同顏色,即一定頻譜範圍內不同頻率電磁波的感知。

    波長和頻率的關係可以用下面的方程式表述——

    其中v是電磁波的傳播速度,在相同的介質中光的傳播速度是一致的,因此波長和頻率的關係在相同介質中也是確定的。事實上,生活中能遇到的介質都不會對光的傳播速度造成顯著影響,這與聲波的傳播有較大差異,無論是水、玻璃還是空氣,光的傳播速度差異極其微小,人眼對顏色的分辨能力不足以感受出如此微小的變化。

    有趣的是,當光在某些介質中傳播時,會有非常小的一部分(一千萬分之一)光子散射後頻率會發生變化,波長也隨之改變(顏色自然也產生了變化),這種效應被稱為拉曼散射(Raman scattering),但是由於發生這種現象的光子佔比極小,無法被人類視網膜上的視錐細胞和視杆細胞感受到。

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