当你在搜索引擎上询问红色物体反射什么光的时候，你会发现答案几乎都是红色物体反射红色光，吸收其它颜色的光。真的是这样的吗？其实不是这样的。

要解决这个问题，我们需要了解一些背景知识。

首先，可见光是一种波长在380nm到780nm范围内的电磁波，不同波长有着不同的颜色。

可见光波长与颜色

其次我们要引入一个概念：互补色。当两束不同颜色的光能以适当的比例拼出白色或者灰色，我们就称这两种颜色互为补色。如图所示，图中正对的颜色均为互补色。

互补色

可以说平常我们见到的阳光灯光等都是由多对互补色拼成的白色光，当阳光照射到某个物体上，假如此物体正好吸收了550nm左右的黄绿色光，那么该物体就反射除了黄绿色以外的其它颜色的光。由于黄绿色的光被吸收，它的互补色紫红色则被显现出来，其它波长的光还是成对互补拼成白色光，那么我们看到的该物体就是紫红色。

你可能会问为什么不是物体吸收了大多数波长的光而只反射红色光。这就涉及到物质对光选择性吸收的问题。我们知道，物质根据其自身能量的不同可以分为基态S0、激发态S1、S2、S3、S4等，不同的激发态代表着不同的能级。

能级示意图

当一束光作为能量照射到物质上时，必须满足

能级差与吸收光的波长一一对应

才能被吸收，也就是说不同的能级差对应着不同的特定波长。由于能级不是连续的（可以说能级像台阶一样而不是斜坡一样），所以只有有限个对应波长被吸收，而不是吸收大多数波长而反射某个单波长。

你可能又要问，既然物质对光选择性吸收，那为什么还会有黑色物质呢。平常我们见到的黑色染料类物质，是用不同吸收波长的物质拼混而成吸收大部分可见波长。但石墨是单质为什么也是黑色呢。石墨是同层的碳原子以sp2杂化形成共价键，每一个碳原子以三个共价键与另外三个原子相连，实际上每一层都是无限延展的π共轭体系，能级距极小，这种体系几乎对各种波长的光都能吸收，所以导致石墨不反射任何可见光，也就是黑色。

我们可以通过一个小实验来验证我们的结论。将一束阳光通过三棱镜投射到暗室中，在黄光部分放置一块红色的纸片，那么我们实际上看到的会是什么颜色的纸片呢。如果红色是因为反射红光吸收其它光，那么黄色光照上去应该被吸收，我们看到的应该是一块黑色的纸片。如果红色是因为吸收了绿色，而反射其它颜色，那么黄光照上去应该被反射看到的还是近似的黄色。实际结果，看到的确实是黄色。

三棱镜对阳光的色散

这个实验可能三棱镜不好找，那我们能不能用黄色滤光片代替呢，我们来分析一下。当这束光照在红色纸片上时，如果红色是因为反射红光吸收其它光，那么经过黄色滤光片后的光就是纯黄色光，这个吸收了黄光没有红光反射，应该是黑色。如果红色是因为吸收绿色反射其它色，这次通过滤光片的其实是滤光片吸收了黄色的互补色紫色后的混合光，那么这块纸片反射的光应该是没有了紫色和绿色，呈现出的橙色光。到底是黑色还是橙色，大家可以试一试或者根据日常生活中经验，应该也可以判断不是黑色。

虽说我们每天接触各种各样的色彩，但色彩学不是那么想当然的，否则也不会出现网络上流传甚广的 错误结论了。

（今后我会出一个专题专门讨论自然界中颜色的秘密，欢迎订阅关注）