【咖啡到底是黑色还是棕色?】你有没有发现,看瓶子里的咖啡很黑,但是瓶盖上的咖啡呈现棕色?这种视觉差异主要是由于光线在液体中传播的光程不同,导致光被吸收的程度不同所致。这一现象在主要吸收机制上,可以用朗伯-比尔定律来解释。咖啡看起来是黑色的,但实际上它是一种深棕色或红褐色的溶液,这种颜色主要源于咖啡豆烘焙时美拉德反应生成的类黑精。当你盯着一大瓶咖啡看时,光线需要穿过数厘米甚至十多厘米厚的液体。根据朗伯-比尔定律,物质对光线的吸收强度与液体的浓度和光线经过的距离(光程)成正比。由于大瓶咖啡的光程很长,绝大部分可见光在“穿越”液体的过程中都被咖啡分子吸收殆尽了。当几乎没有光线能反射回你的眼睛时,大脑就会将其识别为黑色。而当你观察瓶盖内少量的咖啡液时,液层的厚度可能只有几毫米。此时光程极短,咖啡分子还没来得及吸收掉所有的光,尤其是波长较长的红光和黄光,它们具有更强的穿透力,能够透过薄薄的液层并经由瓶盖底部反射回来进入你的眼睛。于是,你就看到了咖啡原本的“底色”——棕褐色。这就像我们在海边看海水,捧起一捧水是透明的,看浅滩是绿色的,而望向深海则是墨蓝色的。这种由“量变”引起“质变”的光学幻觉,正是大自然最基础的减法美学。(中科院物理所)中国科普博览
