一、光线和物体的颜色

    太阳光线是由极其多数的不同波长的电磁波所组成。电磁波波长范围很广，但只有800~400nm(通常是780~380nm)波长的光线，人眼才能看见，因之将这段范围的波长所构成的光谱叫做可视光谱。最简章的实验是将一束太阳光线通过三棱镜，光线就屈折而成一条彩色光带即光谱(spectrum)。它由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色所组成。其中波长最长的红色光，居于此可视光谱的一端；最短的是紫色光，居于可视光谱的另一端。它们和其它各色光的波长大体如下：

颜色
 波长(nm)
 
红色光
 750～630
 
橙色光
 630～600
 
黄色光
 600～570
 
绿色光
 570～490
 
青色光
 490～460
 
蓝色光
 460～430
 
紫色光
 430～380
 

    红和紫色光线以外的部分，实际上也有“光谱”，但人眼不能识辨。人眼可见的可视光谱，它的波长范围，因人而稍有不同，因光强度不同也有所差异。

    在光谱中，从红端到紫端中在两个相邻的波长范围中间带(区)尚可见到各种中间颜色，如红与橙之间的叫橙红；绿与黄之间的叫绿黄；蓝与绿之间的叫蓝绿等。人的视觉在辨识波长的变化方面因波长不同而不同，也因光强度不同而不同。在某些光谱部位，只要改变波长1nm，便能看出差别；而在多数部位改变要在数nm以上才能看出其变化。人眼大约可辨识出一百多种不同的颜色。

    物体的颜色是由物体的反射光或透过光线的波长而决定的。例如当太阳光(白光)照到物体上，物体表面就反射一部分光线而吸收其它部分，如果反射出来的是红色光线，而吸收了黄、橙、绿、青等色的光线，此时我们就感觉那个物体是红色的。又如反射出来的是绿色光线，就感觉那个物体是绿色的。因为物体反射出来的光线常不是单一波长的光线，所以物体的颜色就非常之多了。

    透明物体就有些不些不同了，因透明物体受白光照射时，反射比较少，主要为吸收和透过光线，它们的颜色是由透过光线的波长来决定的如红玻璃主要透过红色光，我们就感觉它是红色的玻璃。

二、颜色视觉的理论

    人眼非但能辨识物体的形状、大小，且能辨别各种颜色。这种辨别颜色的能力，叫做颜色视觉，通称色觉。它的理论主要有Young-Helmholtz的三色学说与Hering的四色说。      

    Young-Helmhotzr 三色说是Young根据红、绿、蓝三种原色适当混合可以产生各种颜色，从而推想视网膜上的有感觉三色的要素，就是感红光的红色要素，感绿光的绿色素和感蓝光的蓝色要素，各种素接受一定颜色的刺激而形成色觉。1860年他又加以补充，认为视网膜上的感色要素，不仅接受一定的颜色刺激，而且多少也能接受它种颜色的刺激。如此不难了解三种要素中缺乏一种要素时的色觉情况：如缺少红色要素者不能感受红色光线，但此红色光线也能刺激绿色和蓝色要素，因而此人会将红色误认为是它色，但此人所感觉的绿色也并非正常人所感觉的绿色，因为绿色光线除刺激绿色要素外，也刺激红色和蓝色要素，而此人缺乏红色要素，故其所感觉的绿色，也就和正常人所感觉的绿色不同了。这就不难理解红色盲者何以难于正确辨认绿色，绿色盲者也难于正确地辨认红色了。所以通常把红色盲与绿色盲混称为“红绿色盲”。当然红色盲或绿色盲者对于蓝色也多少难于正确辨认。此三色说最初是臆说，但经近年来各学者的研究，渐渐形成了有解剖、组织、生理学等根据的理论了。

    人类视网膜有两种视细胞，即杆体细胞和锥体细胞。前者在暗光下作用，司所谓暗视觉；后者在明亮光线下作用，司明视觉，而且还能辨别颜色。杆细胞分布于视网膜中心窝以外部分，约有1亿多个，愈至周边数目愈多，真正中心小凹处无杆体细胞。锥体细胞约有600多万个，主要分布于视网膜视物最敏锐的黄斑部，愈至中心数目愈多，真正中心小凹处只有锥体细胞而无杆体细胞。视网膜各个区域因视细胞分布不同，对颜色感受性也各不相同。正常色觉者视网膜中央部能分辨各种颜色，其外围部分颜色力就逐渐减弱以至消失。