科学和自然中的红色

红色是可见光谱末端的颜色,橙色和紫色相反。 它具有约625-740纳米的主波长。 它是RGB颜色模型和CMYK颜色模型中的主要颜色,并且是青色的补色。 红色的范围从灿烂的黄色朱红色和朱红色到蓝红色的深红色,并且从浅红色粉红色到深红色酒红色的色调各不相同。 日落时的红色天空由瑞利散射产生,而大峡谷的红色和其他地质特征则由赤铁矿或红赭石(两种形式的氧化铁)引起。 氧化铁也会给火星带来红色。 血红色来自蛋白质血红蛋白,而成熟的草莓,红苹果和红色的秋叶被花青素染成鲜红色。

由赭石制成的红色颜料是史前艺术中使用的第一种颜色之一。 古代的埃及人和玛雅人在仪式中将他们的脸染成红色; 罗马将军们将他们的身体涂上红色以庆​​祝胜利。 这也是中国的一个重要颜色,用于早期陶器和后来的宫殿的大门和墙壁。 在文艺复兴时期,为贵族和富裕人士制作的绚丽红色服装被染上了凯米斯和胭脂虫。 19世纪引入了第一种合成红色染料,取代了传统染料。 红色也成为革命的色彩; 苏联俄罗斯在1917年布尔什维克革命之后通过了一面红旗,其后是中国,越南和其他共产主义国家。

由于红色是血液的颜色,历史上它与牺牲,危险和勇气有关。 欧洲和美国的现代调查显示,红色也是最常见的与热度,活动,激情,性,愤怒,爱和喜悦相关的颜色。 在中国,印度和许多其他亚洲国家,它是象征幸福和幸运的颜色。

在科学和自然

看到红色
当人眼看到波长介于约625和740纳米之间的光线时会看到红色。 它是RGB颜色模型中的一种主要颜色,刚过此范围的光线被称为红外线,或者低于红色,尽管它可以被感应为热量,但人眼无法看到。 在光学语言中,红色是由刺激视网膜的S或M(短波和中波长)视锥细胞的光所引起的颜色,与L(长波长)视锥细胞的衰落刺激相结合。

灵长类动物可以区分人类可见光谱的全部范围,但许多种类的哺乳动物(如狗和牛)具有二色性,这意味着它们可以看到蓝色和黄色,但不能区分红色和绿色(两者都可见如灰色)。 例如,公牛队看不到斗牛士斗篷的红色,但他们的动作激动不已。 (见颜色视觉)。

为什么灵长类动物对红色敏感的一个理论是它允许成熟的果实与未成熟的水果和不可食植物区分开来。 这可能促使物种利用这种新能力进一步适应,例如红脸的出现。

由于人眼中的棒状细胞对红色不敏感,所以红灯用于帮助在低光或夜间适应夜视。

在暗室工作时,红色照明被用作安全灯,因为它不会暴露大多数照相纸和某些胶片。 今天,现代暗室通常使用琥珀色安全灯。

在色彩理论和电脑屏幕上
在画家长期使用的色轮上,以及在传统色彩理论中,红色是三原色之一,还有蓝色和黄色。 文艺复兴时期的画家用红色和蓝色混合制作紫罗兰:Cennino Cennini在他15世纪的绘画手册中写道:“如果你想制作一种可爱的紫罗兰色,可以用紫色的淡红色,淡蓝色的(同样的蓝色) “他指出,它也可以通过混合蓝色靛蓝和红色赤铁矿制成。

在现代色彩理论中,也被称为RGB色彩模型,红色,绿色和蓝色是添加的原色。 红色,绿色和蓝色的光线组合在一起使得白光成为可能,并且这三种颜色以不同的混合物结合在一起可以产生几乎任何其他颜色。 这是用来制作电脑屏幕和电视机上所有颜色的原理。 例如,计算机屏幕上的洋红色由与文艺复兴时期的Cennino Cennini使用的类似的公式来制作,以制作紫罗兰色,但使用添加色和光而不是色素:它是通过将等亮度的红色和蓝色光组合在一起一个黑色的屏幕。 紫罗兰是以类似的方式在电脑屏幕上制作的,但蓝光和红光较少。

为了能够在计算机屏幕上准确再现最大数量的颜色,每种颜色都有一个代码编号或sRGB,它会告诉您的计算机该颜色的红色,绿色和蓝色分量的强度。 每个组件的强度以零到255的等级进行测量,这意味着完整的列表包含16,777,216种不同的颜色和阴影。 例如,纯红色的sRGB数为255,00,00,这意味着红色分量处于其最大强度,并且没有绿色或蓝色。 深红色的sRGB数字是220,20,60,这意味着红色稍微不那么强烈,因此较暗,有一些绿色,它倾向于橙色; 并且有更多的蓝色,这使它略带蓝紫色。

为什么日落是红色的
当一束白色的阳光通过大气传播到眼睛时,由于瑞利散射,一些颜色被空气分子和空气中的粒子散射到束外,从而改变了看到的束的最终颜色。 波长较短的颜色,如蓝色和绿色,散射更强烈,并从最终到达眼睛的光线中消失。 在日出和日落时,当太阳光通过大气层到达眼睛的路径最长时,蓝色和绿色成分几乎被完全去除,留下较长波长的橙色和红色光。 其余的红色阳光也可以被云滴和其他相对较大的粒子散射,这使得天空之上的天空发出红色光芒。

激光器
自红宝石激光器于1960年发明以来,已发射红光发射的激光器。1962年发明了红氦氖激光器,这两种激光器广泛用于许多科学应用,包括全息术,在教育领域。 红色氦氖激光器在LaserDisc播放器中商业使用。 现代DVD播放机采用660纳米激光二极管技术的商业成功,使用红色激光二极管变得普遍。 今天,红色和红橙色激光二极管以极其便宜的激光指示器的形式向公众广泛提供。 便携式,高功率版本也可用于各种应用。 最近,671纳米二极管泵浦固体(DPSS)激光器已推向市场,用于所有DPSS激光显示系统,粒子图像测速仪,拉曼光谱仪和全息摄影术。

红色的波长一直是激光技术的重要因素; 用于早期光盘技术的红色激光器正在被蓝色激光器所取代,因为红色的较长波长会使激光器的记录在蓝光激光器记录上占用更多空间。

天文学
火星被称为红色星球,因为那里存在丰富的氧化铁,其表面呈现红色。
正在远离观察者的天文物体表现出多普勒红移。
木星的表面显示出由地球赤道以南的椭圆形巨型风暴引起的大红斑。
红巨星是那些已经耗尽了核心中氢的供应的明星,并且转而在其核心周围的壳中与氢进行热核聚变。 它们的半径比太阳大几十到几百倍。 然而,它们的外部包层温度要低得多,使它们呈橙色。 尽管它们的信封的能量密度较低,但红色巨人由于尺寸较大,因此比太阳多发光。
红色超级巨星,比如说星星,Antares和UY Scuti是宇宙中最大的恒星,它们是红巨星中规模最大的,它们的体积很大,比我们的太阳大200到800倍,但是相对较冷(3500- 4500 K),造成他们鲜明的红色色调。 因为它们的尺寸迅速缩小,所以它们被比星球本身大得多的信封或皮肤包围。 槟榔的信封比内部的星大250倍。
红矮星是一颗小而相对较冷的恒星,其质量不到太阳的一半,表面温度低于4000K。红矮星是银河系中最常见的恒星类型,但由于从他们的低光度,从地球,肉眼无法看到。


火常在艺术中表现为红色,但火焰通常是黄色,橙色或蓝色。 一些元素在燃烧时呈现红色:例如,钙在燃烧时产生砖红色。

红色通常与火焰和火焰相关,但火焰几乎总是黄色,橙色或蓝色

颜料和染料
赤铁矿或铁矿石是红赭石红色的来源。

在鲁西永附近的红色茶黄峭壁在法国。 红赭石是由赤土色的粘土组成的。 赭石是人类在史前洞穴绘画中使用的第一种颜料。

矿物朱砂是汞的矿石,是朱红色的来源。 在罗马时代,大多数朱砂来自西班牙阿尔马登的矿山,那里的矿工通常是囚犯和奴隶。 汞是剧毒的,在矿井工作通常是矿工的死刑。

朱砂颜料,由朱砂制成。 这是庞培壁画中使用的颜料,也是宋代中国漆器的颜色。

尽管其黄绿色的花,茜草,或茜草植物的根,产生了从古代直到19世纪最常见的红色染料。

自古希腊时代以来,红铅一直被使用,也被称为极少量。 化学上它被称为四氧化铅。 罗马人通过焙烧铅白色素来准备它。 它在中世纪被广泛用于照明手稿的标题和装饰。

龙血是一种明亮的红色树脂,从不同种类的多种植物中获得:巴豆,龙血树,Daemonorops,菖蒲旋毛和Pterocarpus。 这种红色树脂在古代被用作意大利制造小提琴的药品,熏香,染料和清漆。

西班牙墨西哥小女性胭脂虫(左边)被粉碎,使文艺复兴时期的服装使用深红色。

胭脂红提取物,通过碾碎胭脂树和其他以活橡树汁为食的水垢昆虫而制成。 也被称为凯梅斯,它被用于从中世纪到19世纪制造深红色染料。 现在它被用作酸奶和其他食品的着色剂。

Sappanwood树,原产于印度,马来西亚和斯里兰卡,后来来自南美洲海岸的相关巴西木材树(如图所示)是流行的红色素和染料的来源,称为巴西林。 将红木粉碎成粉末并与碱性溶液混合。 巴西木材的名字是巴西的国家。

茜素是第一种由德国化学家于1868年创造的合成红色染料。它在茜草植物中复制着色剂,但更便宜且持久。 引进后,茜草植物的天然染料生产基本停止。

红色紫胶,红色湖和绯红色湖
红色紫胶,也被称为红色的湖,深红色的湖或胭脂红色的湖,是文艺复兴时期和巴洛克艺术中重要的红色色素。 由于它是半透明的,因此建造了一层薄薄的红色lac,或者在更加不透明的深色上釉上,以创造出特别深沉和生动的色彩。

与矿物质制成的朱红色或红赭石不同,红色湖色素是通过将由昆虫或植物制成的有机染料与白色粉笔或明矾混合而制成的。 红色lac是由胶质lac制成的,这种暗色红色树脂物质是由各种鳞片昆虫分泌的,尤其是来自印度的Laccifer lacca。 Carmine湖由中南美洲的胭脂虫制成,Kermes湖来自不同种类的昆虫,在地中海周围的橡树上茁壮成长。 其他红色湖泊由玫瑰茜草植物和巴西木兰树制成。

红湖色素是16世纪威尼斯画家的重要组成部分,特别是提香,但它们在所有时期均被使用。 由于红色湖泊是由有机染料制成的,它们在阳光下易于逃逸,变得不稳定和褪色。

食用色素
目前最常见的合成食用色素是Allura Red AC,它是一种红色偶氮染料,其名称包括:诱惑红,食用红17,CI 16035,FD&C红40,它最初由煤焦油制成,但现在大多数来自石油。

在欧洲,不建议儿童使用诱惑红AC。 它在丹麦,比利时,法国和瑞士被禁止,并且在瑞典被禁止,直到该国在1994年加入欧盟。欧盟批准Allura Red AC作为食品着色剂,但是欧盟国家禁止食用着色剂的当地法律是保存。

在美国,Allura Red AC被美国食品和药物管理局(FDA)批准用于化妆品,药​​品和食品。 它用于某些纹身油墨,用于许多产品,如软饮料,儿童药物和棉花糖。 2010年6月30日,公共利益科学中心(CSPI)要求FDA禁止Red 40。

由于公众担心合成染料可能带来的健康风险,许多公司已经开始使用天然色素,如胭脂红,通过粉碎雌性胭脂虫而制成。 这种起源于墨西哥和中美洲的昆虫被用来制造欧洲文艺复兴时期的辉煌猩红染料。

秋天的树叶
秋天的红叶由称为花青素的色素产生。 它们在整个生长季节都不在叶中,但在夏季结束时积极生产。 它们在夏末在叶片细胞的树液中发育,这种发展是许多影响的复杂相互作用的结果 – 植物内部和外部。 随着叶片中磷酸盐的含量降低,它们的形成取决于在强光存在下糖类的分解。

在夏季生长季节,磷酸盐处于较高水平。 它在由叶绿素制造的糖分解中具有重要作用。 但在秋天,磷酸盐以及其他化学物质和营养物质从叶子移出到植物茎中。 当发生这种情况时,糖分解过程发生变化,导致花青素色素的产生。 在此期间光线越亮,花青素的产量就越大,并且所得到的彩色显示效果越好。 当秋天的日子明亮而凉爽,夜晚寒冷而不冻结时,最明亮的颜色通常会发展。

早春时期,花青素暂时使某些幼嫩叶片的边缘变色。 它们还为常见的水果提供熟悉的颜色,如蔓越莓,红苹果,蓝莓,樱桃,覆盆子和李子。

虽然在某些地区 – 一个着名的例子是新英格兰地区 – 高达70%的树种可能会产生色素,但在温带地区约10%的树种中存在花青素。 在秋天的森林中,它们在枫树,橡树,酸木,枫香,山茱萸,桃子,樱桃树和柿子中显得生动。 这些相同的颜料通常与类胡萝卜素的颜色结合以产生更深的橙色,火红色和许多硬木物种典型的青铜器。 (见秋叶颜色)。

自然界中的血液和其他红色
由于含有铁分子的氧合血红蛋白的存在,含氧血液呈红色,铁成分反射红光。 红肉从肌红蛋白中发现的铁和肌肉和残余血液中的血红蛋白中获得其颜色。

像苹果,草莓,樱桃,西红柿,辣椒和石榴等植物通常会被类胡萝卜素,红色素和颜色协助光合作用。

当用来描述天然动物的着色时,“红色”通常指棕色,红棕色或姜色。 在这个意义上,它被用来描述红褐色的牛和狗的毛色,以及各种动物物种或品种的名字,如红狐狸,红松鼠,马鹿,欧洲知更鸟,红松鸡,红色结,红st,红翼,红色二传手,红德文牛等。这种红棕色也是在使用红赭色和红色头发时的意思。
红鲱鱼拖过小径摧毁气味,从沉重的盐分中缓慢吸食,从而产生温暖的棕色。
当用于鲜花时,红色通常指紫色(红色死红色,红色三叶草,红色海勒勃林)或粉红色(红色红色缬草色)。

发色
红头发自然发生在大约1-2%的人群中。 在北欧或西欧血统的人群中发生率更高(2-6%),其他人群发生率更低。 红头发出现在染色体16上具有两个隐性基因拷贝的人中,这引起MC1R蛋白质的突变。

红色的头发从深酒红到烧焦的橙色到明亮的铜。 其特征在于高水平的红色色素黑素素(其也解释嘴唇的红色)和相对低水平的暗色素真黑素。 红头发这个术语(原来是redde hede)自至少1510年以来一直在使用。文化反应从嘲讽到崇拜变化, 关于红发,存在许多常见的刻板印象,并且他们经常被描绘为脾气暴躁。

在动物和人类的行为
红色与许多动物物种的优势有关。 例如,在mandrills中,脸型的红色着色在阿尔法男性中最大,在较低排名的下属中越来越不突出,并且与睾酮水平直接相关。 红色还会影响其他人支配地位的看法,导致显示红色的人和不红色的人之间的死亡率,生殖成功率和父母投资有显着差异。 在人类中,穿着红色与提高比赛成绩有关,包括职业运动和多人视频游戏。 对照试验表明,穿着红色不会提高运动时的睾酮水平或性能,所以效果很可能是由感觉而不是实际表现产生的。 跆拳道的裁判确实已经显示出青睐红色防护装备超过蓝色的竞争者,并且当被问及时,绝大多数人认为红色抽象形状更“主导”,“积极”和“可能赢得体能竞争“比蓝色的形状。 与其在身体竞争和优势行为中的积极作用形成对比,暴露于红色会降低认知任务的表现,并引发对受试者置于“成就”背景(例如进行智商测试)的心理测试的厌恶。