可见光下的世界
在开始谈论这个话题之前，我们先来说说可见光是什么。光的本质是电磁波，而波长为390~760nm的电磁波可以引起我们的视觉成像，因此这部分电磁波被称为可见光。以不透明物体为例，当一束光照在物体表面的时候，物体会吸收其他颜色的光，只反射某种特定颜色的光。这样，我们便看到了这个物体的颜色。比如太阳光照在一个蓝色物体上，那么这个物体就会吸收除蓝光以外的所有光，只将蓝光反射出来，因此我们看到的这个物体就是蓝色的。再比如，一束红光照在一个绿色物体上，你会看到这个物体是黑色的，因为并没有绿光让它反射。这也就不难想象，物体呈现白色是因为反射了所有颜色的光，而物体呈现黑色则是因为吸收了所有颜色的光。这便是世界上不同物体的色彩来源。
然而这个答案并不完整，它的确解释了一个东西为什么会有颜色，却不能解释光源的颜色。如果一个光源本身就发出了带有颜色的光，那么这又该如何解释呢？这个问题的答案要从物质的微观层面上找寻。
反射与透射
光在和物体接触后会出现两种情况：如果光在物体表面发生了反弹，那么我们称之为反射；如果光穿过了物体，那么我们称之为透射。就是这两种不同的传播方式决定了物体是透明的还是不透明的。而对于颜色，这里的解释和正文中是一样的。
另外，相对于透射来说，大家更熟悉的一个词是折射。折射考虑的是光从一种介质射入另一种介质时发生偏折的过程，而透射考虑的则是光穿过物体的过程。顺带一提，对于透射有一个比较有趣的小实验：如果你用强光手电筒照射你的手指，你就会看到光透过你的指头将它整个都照亮了一一但是看不见骨头！这便是透射干的好事。光在你的皮肤下面发生了漫透射，从而绕过了中间不透明的骨头，使得这里的骨头好像隐身了一样。
实验 彩虹溶液
本实验的目的是用可以使用的试剂尽可能多地配出不同颜色的溶液，因此并没有一个标准的做法，本文中所提供的方案仅供参考。在这个实验中，你可以通过试剂本身的颜色以及存在变色过程的化学反应等手段来达到目的，因此本实验可以说是对你已经掌握的化学知识的一次总结及活用。
【试剂】
氯化钴、柠檬酸铁铵、重铬酸钾、铬酸钾、三氯化铁、氯化镍、硫酸铜、高锰酸钾、氯化钠、硫氰化钾、乙二胺。
【步骤】
1．将氯化钴、柠檬酸铁铵、重铬酸钾、三氯化铁、铬酸钾、氯化镍、硫酸铜、高锰酸钾分别配成溶液，然后将其倒入不同的容器中。
2．用三氯化铁和硫氰化钾反应生成红色溶液（颜色较深，视情况对其进行稀释），用氯化钠和硫酸铜反应生成黄绿色溶液，用硫酸铜和乙二胺反应生成蓝紫色溶液，然后将它们倒入不同的容器中。
【原理】
对于不同物质有不同颜色这个问题在本节正文部分中进行了解释，在此不再赘述。
实验中涉及的3个反应生成的都是配合物，分别如下。
三氯化铁与硫氰化钾反应生成硫氰根合铁离子，该配合物溶液从稀到浓会呈现橙黄到血红的颜色变化：
Fe3++ 6SCN-= [Fe(SCN)6]3-
氯化钠与硫酸铜反应会生成黄色的四氯合铜酸根离子，这种离子与蓝色的铜离子混合后会出现绿色，同时这两种离子的比例不同，绿色的色彩倾向也会有所变化：
4Cl-+ Cu2+= [CuCl4]2-
硫酸铜和乙二胺反应会生成蓝紫色的二乙二胺合铜离子：
Cu2++ 2NH2CH2CH2NH2=[Cu(NH2CH2CH2NH2)2]2+
注：此处使用的原子模型为行星模型。
原子是由原子核和围绕其高速运动的电子构成的，而每个电子都有着固定的轨道。对于电子来说，如果它们具有的能量不同，所处的轨道就会不一样。电子在获得或失去能量的时候，会相应地在不同的轨道之间进行切换，这个过程称为“电子跃迁”。而电子在同样的两个轨道之间跳来跳去时，其吸收或释放的能量也是一定的。电子向高能级轨道跃迁时需要吸收能量，而向低能级轨道跃迁的话，自然就要放出能量。电子跃迁时释放的能量也是电磁波，所以在电子发生跃迁的时候，如果电磁波的波长处于可见光的范围内，产生的就是对应颜色的可见光了。这便是前文提到的光源能直接发出有色光的原因。
回过头再来看本节最前面关于物体颜色的解释。光是电磁波，而电磁波也是电子可以用来进行跃迁的能量之一。对于不同的物质来说，电子跃迁时所吸收的能量是一定的，那么如果这部分能量恰巧来自可见光，对应的不正是前文解释中所提到的吸收了特定颜色的光吗？物质之所以“吸收”掉特定颜色的光，就是由于这部分特定的光被用于电子跃迁了，而剩下的没法直接利用的光自然会被反射回来。
看到这，你可能会有疑问了。有吸收肯定有释放啊，既然电子向同一个能级跃迁过去以及跃迁回来所吸收和释放的能量是一样的，那么为什么它在释放能量的时候没有把吸收的光再放出来呢？别忘了，可供电子跃迁的轨道不止一条，所以物质吸收可见光而放出不可见光也是很正常的。
对于一般物质来说，保持其性质的最小微粒是分子。分子中的电子并不局限于单个原子周围，而是将分子作为一个整体来围绕其运动。所以在这种情况下，分子一般与组成它的每个原子对应的单质的颜色都不同，从而呈现出特定的色彩。这样来看，在化学反应中，既然分子发生了变化，那么出现变色的现象也就没那么出人意料了。
实验 铜与钴的结晶水
【试剂】
硫酸铜、氯化钴。
【步骤】
1．将蓝色的五水硫酸铜放入蒸发皿中，用酒精灯加热，不一会儿就会看到有水出现。随着水分的蒸发，蓝色的硫酸铜开始变白。在白色的硫酸铜上喷一些水或直接将其倒进水里，可见蓝色又重新出现了。
2．将粉色的六水氯化钴放入蒸发皿中，用酒精灯加热，不一会儿就会看到有水出现。随着水分的蒸发，粉色的氯化钴逐渐变蓝。在变蓝的氯化钴上喷一些水或直接将其倒进水里，可见粉色又重新出现了。
【原理】
实际上不管是我们平常看到的固体还是溶液中的蓝色铜离子都不是单纯的铜离子Cu2+，而是水合铜离子[Cu(H2O)4]2+。当我们加热的时候，结晶水从分子里被蒸发了出来，因此留下了纯白的、没有一点水的铜离子Cu2+。而稍加一点水，蓝色的水合铜离子就又回来了。由于硫酸铜的这个特性比较灵敏，因此常在实验中用无水硫酸铜来检测水是否存在。同样，氯化钴中的钴离子也是一样的，在失水时变蓝，在含水时变粉。如左图所示，我们在实验室中用来吸水的变色硅胶就是在里面添加了一定量的钴盐，从而方便我们确定硅胶的吸水状态。
网上折纸花的教程非常多，在这里就不说了，因为这并不是这个实验的重点。
实验 晴雨花
【试剂】
氯化钴。
【步骤】
1．用50g氯化钴加水配成200ml浓溶液，待用。
2．用方形滤纸折一朵小花，然后在第一步配制的溶液中浸泡，之后取出晾干即可。或者，将滤纸浸泡、晾干之后再折纸花也可以，只不过这样的话要尽可能避免双手直接接触滤纸。
【原理】
在上一个实验的原理中我们说到了钴离子会在含有不同数量的结晶水时呈现不同的颜色，而本实验就是基于这一点衍生出来的。湿度与天气有着密不可分的联系，而这个实验中氯化钴所含结晶水的数量直接与空气的湿度有关。湿度越大，结晶水的含量越高，颜色趋粉；湿度越小，结晶水的含量越低，颜色趋蓝。这也就间接指示了天气状况。
红外线
红外线也是一种比较常见的电磁波，它的波长范围是760nm~1mm。和紫外线一样，红外线也是肉眼不可见的，但它可以通过其他方式被我们很容易地感受到。红外线最大的作用就是传递热量，比如说太阳或者火的热量就是通过红外线传递过来的。这种传递方式就是所谓的热辐射，因此红外线也被称为热射线。事实上，红外线在我们的身边无处不在，所有温度高于绝对零度的物质都会产生红外线。为什么会这样呢？想想前面关于电子跃迁的描述就不难猜到，这些红外线正是高能级的电子在跃迁时释放出的能量。上图为一张红外线摄影照片，这是我们用可见的颜色为探测到的不同强度的红外线染色得到的，可以给人一种最直接的热辐射强弱的感受。