颜色与波长的关系

为对光的色学性质研究方便，将可见光谱围成一个圆环，并分成九个区域（见图），称之为颜色环。颜色环上数字表示对应色光的波长，单位为纳米（ nm），颜色环上任何两个对顶位置扇形中的颜色，互称为补色。例如，蓝色（ 435 ～ 480nm ）的补色为黄色（ 580 ～ 595nm ）。通过研究发现色光还具有下列特性：（ l ）互补色按一定的比例混合得到白光。如蓝光和黄光混合得到的是白光。同理，青光和橙光混合得到的也是白光；（ 2 ）颜色环上任何一种颜色都可以用其相邻两侧的两种单色光，甚至可以从次近邻的两种单色光混合复制出来。如黄光和红光混合得到橙光。较为典型的是红光和绿光混合成为黄光；（ 3 ）如果在颜色环上选择三种独立的单色光。就可以按不同的比例混合成日常生活中可能出现的各种色调。这三种单色光称为三原色光。光学中的三原色为红、绿、蓝。这里应注意，颜料的三原色为红、黄、蓝。但是，三原色的选择完全是任意的；（ 4 ）当太阳光照射某物体时，某波长的光被物体吸取了，则物体显示的颜色（反射光）为该色光的补色。如太阳光照射到物体上对，若物体吸取了波长为 400 ～ 435ntn 的紫光，则物体呈现黄绿色。这里应该注意：有人说物体的颜色是物体吸收了其它色光，反射了这种颜色的光。这种说法是不对的。比如黄绿色的树叶，实际只吸收了波长为 400 ～ 435urn 的紫光，显示出的黄绿色是反射的其它色光的混合效果，而不只反射黄绿色光。
激光频率范围3.846*10^(14)Hz到7.895*10^(14)Hz.电磁波谱可大致分为：（1）无线电波——波长从几千米到0.3米左右，一般的电视和无线电广播的波段就是用这种波；（2）微波——波长从0.3米到10^-3米，这些波多用在雷达或其它通讯系统；（3）红外线——波长从10^-3米到7.8×10^-7米；（4）可见光——这是人们所能感光的极狭窄的一个波段。波长从780—380nm。光是原子或分子内的电子运动状态改变时所发出的电磁波。由于它是我们能够直接感受而察觉的电磁波极少的那一部分；（5）紫外线——波长从3 ×10^-7米到6×10^-10米。这些波产生的原因和光波类似，常常在放电时发出。由于它的能量和一般化学反应所牵涉的能量大小相当，因此紫外光的化学效应最强；（6）伦琴射线—— 这部分电磁波谱，波长从2×10^-9米到6×10^-12米。
可见光(英文为visible light)是电磁波谱中人眼可以感知的部分，可见光谱没有精确的范围；一般人的眼睛可以感知的电磁波的波长在400到700纳米之间，但还有一些人能够感知到波长大约在380到780纳米之间的电磁波。正常视力的人眼对波长约为555纳米的电磁波最

为敏感，这种电磁波处于光学频谱的绿光区域（参看条目：发光度函数）。
可见光源
可见光的主要天然光源是太阳，主要人工光源是白炽物体(特别是白炽灯)。它们所发射的可见光谱是连续的。气体放电管也发射可见光，其光谱是分立的。常利用各种气体放电管加滤光片作为单色光源。
人眼可以看见的光的范围受大气层影响。大气层对于大部分的电磁波辐射来讲都是不透明的，只有可见光波段和其他少数如无线电通讯波段等例外。不少其他生物能看见的光波范围跟人类不一样，例如包括蜜蜂在内的一些昆虫能看见紫外线波段，对于寻找花蜜有很大帮助。
光谱中并不能包含所有人眼和脑可以识别的颜色，如棕色、粉红、紫红等，因为它们需要由多种光波混合，以调整红的浓淡。
可见光的波长可以穿透光学窗口，也就是可穿透地球大气层而衰减不多的电磁波范围（蓝光散射的情况较红光为严重，这也正是为何我们看到天空是蓝色的）。人眼对可见光的反应是主观的定义方式（参见CIE），但是大气层的窗口则是用物理量测方式来定义。之所以称为可见光窗口是因为它正好涵盖了人眼可见的光谱。近红外线 （NIR）窗口刚好在人眼可见区段之外，中波长红外线（WMIR）和远红外线(LWIR、FIR)则较人眼可见区段较远。 由此之故，各种植物紫外光下的外观对它们吸引昆虫授粉、繁殖的影响较之在我们眼中的颜色更加相关。
对可见光谱的解释
早期对光谱的2种解说来自于艾萨克·牛顿的光学和哥德（Johann Wolfgang von Goethe）的色彩学。 牛顿首先在1671 年在他的光学试验的说明中使用了光谱这个字（在拉丁文中代表外观、显象）。牛顿观察到一束阳光以一个角度射入玻璃棱镜，部份会被反射， 部份则穿透玻璃，并呈现出不同的色带。牛顿假定阳光是由不同颜色的小粒子组成，而这些不同颜色在穿透物质时，前进速度不同。而红光的速度快于紫光，而导致了在穿过棱镜后红光的偏折（折射）较紫光为小，产生各色的光谱。
牛顿把光谱分成7种颜色：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫（上述顺序在学童儿歌中，就让大家牢记了）。他依古希腊哲学家的想法，选这7种颜色，并和音符、大阳系的行星、和一周的天数连结。正因此之故，一些专家如艾萨克·阿西莫夫（Isaac Asimov）等都曾建议靛色不应被视为颜色，它只是蓝和紫的浓淡不同的区间而已。 哥德声称连续光谱是个复合现象。和牛顿则认为仅限可见光光谱是个单独现象，哥德观察到了更广泛的部份，他发现到了没有光谱的区间，如红黄边界和绿蓝边界是白的，原来在边界区会有色光重叠的现象。 至此大

众接受了光是由光子组合成的（某些时候光有波的特性，其他时间则是粒子的特性，参阅波-粒子双重特性），所有光在真空中是定速光速，而光在其他物质中的速度，都较光在真空中的速度为低。这个比例就是该物质的折射率。在某些已知的物质（非色散物质）中不同频率的光行进速度并无差别，但其他物质中，不同频率的光有不同的行进速度：玻璃就属于这种物质，所以玻璃棱镜能把白光进行分光。自然界的虹就是个借由折射看到光谱的理想例子。
绿 495–570 nm
黄 570–590 nm
橙 590–620 nm
红 620–750 nm
我们所熟知的彩虹般的光谱，包括了所有单一波长的可见光，也就是纯粹的单色光。 尽管是连续光谱，相邻两色间并没有明显的界限，上述所列的波长区间是常用的近似值。
光谱学
研究物体放射的光谱的科学叫光谱学。其重要应用之一就是在天文学上，因为光谱学是分析远距离物体性质的基础。常见的天文光谱学应用到高折射率、极高分辨率的光谱分析。如氦就是在太阳光谱中首先发现到的元素；星球中化学元素可由其放射光谱或吸收光谱来判读；另外用到谱线的红移和蓝移可以量测星球的距离及其快速移动物体的速度。首次发现太阳系外行星即是以可分析到每秒数米的放射速度差异技术，分析其穿过重力场影响的两种偏移，绘出行星的模拟路径。
电脑光谱：由三个红、绿和蓝条来显示三原色在不同混合比率时呈现出的光谱。 由电脑依各种比率交叉混合红、绿和蓝色组成的一个光谱。在此图中，红色、绿色和蓝色的长条中显示的是上方光中所含的成份。