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科普:為什么紅色代表警報(bào)和危險(xiǎn)信號(hào)

2021/11/12 8:48:55 來源:新浪科技 作者:葉傾城 責(zé)編:遠(yuǎn)洋

北京時(shí)間 11 月 12 日消息,從交通信號(hào)燈到救護(hù)車和警車的警燈,“紅色警報(bào)”似乎無處不在,為什么紅色會(huì)成為警報(bào)顏色呢?紅色波長(zhǎng)對(duì)人眼散射最小應(yīng)該是最佳答案。

當(dāng)人們開車返家途中,遇到紅燈會(huì)停車等待,當(dāng)交通信號(hào)燈變成紅色時(shí),有時(shí)人們會(huì)突然想到:為什么交通停車信號(hào)燈是紅色?而不是藍(lán)色或者白色呢?

▲ 人類肉眼對(duì)紅色非常敏感

事實(shí)上,從交通信號(hào)燈、警燈、火車站安全員的信號(hào)旗、踩剎車時(shí)車輛尾燈,都是具有警示信號(hào)的紅色,紅色在重要時(shí)刻十分醒目,是什么原因使紅色成為警報(bào)信號(hào)的普通選擇?

盡管許多人將紅色與人們的浪漫追求聯(lián)系在一起,使用玫瑰和心形貼紙來展示紅色的內(nèi)涵,但紅色在人們?nèi)粘I钪杏兄匾囊饬x,畢竟它是流經(jīng)人體血液的顏色。

為什么紅色如此特殊?

科學(xué)理論將提供合理解釋,首先,我們需要了解紅色是 VIBGYOR 可見光譜的一個(gè)組成部分,這是由于白色光波分裂而產(chǎn)生的??梢姽庾V具有一個(gè)特性 —— 波長(zhǎng),依據(jù)光波理論,任何光波波長(zhǎng)是兩個(gè)連續(xù)波峰(上波峰部分)或者兩個(gè)連續(xù)波谷(下波峰部分)之間的距離,波長(zhǎng)是用波的速度乘以波的頻率計(jì)算得出的,我們都知道光速是 299792458 米/秒,但光波頻率很難把握,該頻率是波穿過整個(gè)波長(zhǎng)所需時(shí)間的倒數(shù)。

什么是散射?

為什么紅色是一種有效的危險(xiǎn)信號(hào)?答案在于一個(gè)叫做散射的概念,散射是指光線觸碰障礙物(例如灰塵、氣體分子或者水蒸汽)時(shí)偏離直線的現(xiàn)象,光束在與介質(zhì)中存在的粒子相互作用后被重定向至不同方向。

▲ 潮濕有霧夜晚的紅色可見度

有一個(gè)定律支配著散射現(xiàn)象,叫做瑞利散射,該定律說明光的散射與光波長(zhǎng)的四次方成反比。

我們想讓危險(xiǎn)警示信號(hào)散射嗎?

人們可以想一下,我們是否希望危險(xiǎn)信號(hào)或者警報(bào)在很遠(yuǎn)的地方就能被看到?答案是肯定的。

所有重要信號(hào)必須引起人們的注意,例如:危險(xiǎn)信號(hào)或者警報(bào)信號(hào),都必須使用一種遠(yuǎn)距離可見的顏色,便于人們觀察到,從而預(yù)防事故發(fā)生。因此,我們需要的光散射不太大,并且處于人類的可見范圍內(nèi),不然我們?cè)趺茨芸吹剿兀?/p>

▲ 人類大腦會(huì)對(duì)紅色產(chǎn)生強(qiáng)烈的警惕性

從電磁波譜來看,人類可見范圍被稱為光的“可見范圍”,該范圍從藍(lán)色(波長(zhǎng)最?。┭由熘良t色(波長(zhǎng)最大),紅光波長(zhǎng)大約是 620-750 納米,散射定律指出,最長(zhǎng)波長(zhǎng)散射最小,而紅色同時(shí)滿足兩個(gè)條件:一是它屬于人類可見范圍;二是它是波長(zhǎng)最大、且散射最小的顏色。

我們的遇險(xiǎn)或者警報(bào)信號(hào)應(yīng)該保持可見,即使在能見度很低的環(huán)境,在霧、雨和煙霧等環(huán)境中,人類肉眼能見度會(huì)受到影響。因?yàn)槲覀兿胱屝盘?hào)到達(dá)更遠(yuǎn)的地方,所以它必須散射得更小,為了散射更小,更容易通過霧、煙等,其波長(zhǎng)必須較大,這就是為什么紅色在文學(xué)和象征意義上都起到了“拯救”的作用!

紅色對(duì)人類大腦的影響

發(fā)表在《人類神經(jīng)科學(xué)前沿》雜志的一項(xiàng)最新研究表明,紅色在情緒環(huán)境中與吸引注意力密切相關(guān)。

運(yùn)動(dòng)反應(yīng)是指人的心智和身體對(duì)任何一種刺激所表現(xiàn)出的反應(yīng),這項(xiàng)研究證實(shí),在運(yùn)動(dòng)反應(yīng)發(fā)生前或者發(fā)生時(shí)觀看紅色會(huì)增加反應(yīng)的強(qiáng)度和速度,然而,另一項(xiàng)研究顯示,在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)任務(wù)之前觀看紅色實(shí)際上會(huì)抑制運(yùn)動(dòng)反應(yīng),研究人員認(rèn)為這是由于引發(fā)恐懼造成的。

▲ 為了充分引起人們重視,重要的警示牌都采用紅色進(jìn)行標(biāo)識(shí)

此外,紅色似乎具有激發(fā)情感的特性,研究表明,人們傾向于將紅色與消極、危險(xiǎn)的情緒聯(lián)系在一起,因?yàn)榧t色是火、備注、憤怒的顏色,有時(shí)也是有毒或者危險(xiǎn)動(dòng)物潛伏的預(yù)兆色彩。

因此,當(dāng)人們看到紅色的時(shí)候,大腦會(huì)立即被激活或者發(fā)出警報(bào),眾所周知,釋放信號(hào)是顏色最重要的功能之一,紅色會(huì)吸收我們的注意力,尤其是在特定情緒狀態(tài)下,依據(jù)以上研究,紅色似乎在人類大腦中發(fā)揮著較好的作用。

自然環(huán)境中的紅色效應(yīng)

為了深入研究紅色在自然界中的作用,我們發(fā)現(xiàn)它在信號(hào)傳遞方面同樣重要,無論是藍(lán)色天空背景下,還是綠色樹葉上,都很容易看到紅色目標(biāo),獵物很容易識(shí)別空中飛行的紅色掠食者,同樣,掠食者也很容易發(fā)現(xiàn)綠色叢林中移動(dòng)的紅色獵物,基于該原理,我們能夠更好地理解為什么人類栽培種植的花卉大多數(shù)是紅色,這樣更有利于鳥類授粉。此外,紅色經(jīng)常吸引鳥類,另一方面,白色、黃色和藍(lán)色會(huì)吸引昆蟲,似乎自然界萬物都遵循的色彩物理學(xué)……

總而言之,盡管我們經(jīng)常會(huì)忽視紅色的重要性,但在非常重要或者需要立即考慮的情況下,紅色很少會(huì)被忽視,所以,下次當(dāng)人們?cè)诮煌ㄐ盘?hào)燈前停車時(shí),注意一下你對(duì)紅色的真實(shí)反應(yīng)。

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關(guān)鍵詞:信號(hào),物理學(xué),光的散射

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