自然光主要由七種不同波段的色光所組合而成，色光的波長常用單位是 nm
（nanometer 的縮寫），指十億分之一公尺，而人類肉眼所能看到的光譜範圍，介於 400 nm 至 700 nm；我們之所以能感知到物體表面的顏色，主要是因為物體接受外來 的光線後，經過吸收和反射傳達至我們眼睛所致。因此，有的物體對所有的光都反 射出來，這類物體看起來就是白色；有的物體對所有的光都予以吸收，不反射出來，
這類物體看起來就是黑色；有的物體吸收了某些光波，反射出某些波長，此類物體 看起來便是紅、黃、藍、綠等各種顏色。
引起顏色感覺有三個屬性：色調（hue）、亮度（brightness）和飽和度（saturation）。
由光波之長短所決定的顏色感覺，稱為「色調」，例如：400 nm 的光波會引起紫色 感；亮度是指光波的強度而言，同樣是紅色，有的看來是鮮紅色，有的則呈暗紅色，
色調雖相同，但「亮度」上有所差別；而「飽和度」取決於光的純度，其乃由物體 所發射或反射的光之純度所決定，有些物體所反射的光，主要是紅光，但其中夾雜 著其他光波，以致看起來不是純紅色，此種情形即為低飽和度；反之，反射一單純 的光波，則為高飽和度。基於以上分析可知，從引起視覺的客觀刺激「光」而言，
有三個物理屬性，即光波純度、光波強度、光波波長。從對刺激反應而產生的色覺 經驗而言，有三個心理屬性，即色調、亮度、飽和度。將這三個物體屬性和心理屬 性繪成一立體圖形，即為圖 2-3-1 的顏色錐體（color solid）（張春興，2003）。
顏色錐體的半徑，代表飽和度；橫軸代度亮度，在橫軸上的每一點，均代表不 同亮度的非彩色，由全白到全黑，而其飽和度則不變。中間的圓環，表示不同的色 調，即光譜上肉眼所能見到的紅、橙、黃、綠、藍、紫等各種顏色。顏色錐體的每 一點上，均代表一種顏色，而錐體的全部，則代表所有不同顏色的組合。而這些色 光在人類的視覺產生過程，恰也可由三種色光：紅、綠、藍，分別依照不同比例調 配出來，我們將這三種色光稱為「光的三原色」。十七世紀，牛頓讓白光通過三稜 鏡，讓光線經過三稜鏡的折射後，發現白色光線可以分離成七種不同的顏色，也就 是「色散」現象。
由幾種不同顏色的光波混合所得的色覺，稱為混色（color mixture）。混色可由 兩種或數種顏色相混而得。混色現象的顏色並不完全失掉原來各色自身的特性。但 如把黃色光與藍色光相混，則會變為灰色；在色環的位置上（圖 2-3-2），黃與藍或 紅與綠，均各居於色環的相對位置上，像此種混合變成灰色的現象，即稱之為補色
（complementary color）。不過，補色現象只限於色光混合時才會出現。因為混合的 色光本身的波長並沒有改變或消失，因而產生了相加的效果，故稱之為相加混色
（additive mixture）；如所指為顏料時，即為相減混色（subtractive mixture）。
紅
綠 黑 白
亮 度
色 調
飽 和 度
圖 2-3-1 顏色錐體（color solid）
任何不會發光的物體對於光線的照射，會有下列四種作用發生，分別為：
（一）反射作用：光線在行進過程，若遇到不同介質，則會在兩介質交介面上 發生折回原介質的現象，此現象稱為反射作用。
（二）折射作用：光線由一介質進入另一介質時，因光線在兩種介質裡的行進 速度不同，故發生行進方向改變的現象，此現象稱為折射作用。
（三）吸收作用：光線進入某物體時，會被物體所吸收；被吸收的光能會轉變 成熱能，讓物體的溫度升高。
（四）穿透作用：穿透作用視物體表面狀況、厚度、顏色等而異。依照穿透作 用的差異，可將物體分成透明體、半透明體、不透明體等三類，說明如 下：
1.透明體：可以讓大多數的光通過。
2.半透明體：僅能讓部分的光通過。
3.不透明體：完全不透光的物體。
對於透明的物體而言，除了反射特定顏色的色光以外，該物體亦可讓該顏色的 色光通過，因此，我們除可藉由透明體或半透明體反射的光線來判斷其顏色以外，
灰 紅
橙
黃 紫
藍
青
綠
黃綠
圖 2-3-2 色環
也可由透過去的光線來判斷其顏色。我們之所以看到物體，乃是因為有光線反射到 我們的眼睛裡；光實際存在，卻又無法具體描述的性質，讓人因此產生許多個人想 法、迷思概念。因此，本研究使用POE 為研究工具，有效地造成其認知衝突，藉此 讓國小自然科教師能深入地思考，表達自己的看法。本研究並根據上述的色光概念，
擷取的主要知識內容並作為本研究分類及判讀的依照，其正統的科學概念陳述如下：
（一）光波強度：取決於色光的亮度。例如同樣是紅色，有的看來是鮮紅色，
有的則呈暗紅色。
（二）光波波長：可見光範圍為 400 nm 到 700 nm 之間，400 nm 的光波會引起 紫色感。
（三）光譜組成：白光是由多種色光所組成。
（四）光的折射：光由一種介質進入另一種介質而產生折射。
（五）光的吸收：光穿透物體會吸收部分色光，允許部分色光通過。
（六）光的反射：有色物體反射部分色光，進入眼睛產生色覺。
（七）光的混色：不同顏色的光波混合所得的色覺，也稱之為相加混色。
二、色光概念的相關研究
對於光的色散相關研究多數所採用的工具有紙筆測驗及晤談。黃湘武、黃寶鈿
（1989）的研究發現學生以為：
（一）投影就是光照射物體後，經由物體發出影像所形成。
（二）認為係由於光祇能照射到物體的前方，因此在物體鄰近後方即產一陰影，
此陰影再投射於幕屏上而形成。
（三）光源的強弱可影響投影之大小及投影遠近。
Stead 和Osborne（1980）研究指出有些學生認為光行進的距離與光行進遇到障 礙物有關，其行走距離與光源本身能量有關。張川木（1999）指出，學生透過有色
透明玻璃紙看見物體，多數是利用其調和水彩顏料的來回答問題，而非是依照光的
「透射」、「反射」或「吸收」等行為來作答。且多數學生認為色光相混合後的合 成顏色可用顏料混色後的結果來加以解釋。
唐明（2002）利用自編光概念測驗卷對國小五年級進行紙筆測試，並晤談以瞭 解學童有關光概念及相關之迷思概念，內容包含：
（一）以水彩調色及彩色黏土等經驗，推論色光的混合。
（二）白光不是由色光混合而成。
（三）物體的顏色是它的本質。
（四）物體的顏色會色光混合而成另一種顏色。
（五）物體的顏色是來自它本身的色素呈現。研究並發現國內學童對光的迷思 概念與國外研究結果相似。
王龍錫和林顯輝（1992）的研究發現了低年級學童對路徑的迷思概念有：
（一）光走彎曲的路徑。
（二）光會照射但不會動。
（三）不透明體會製造影子，光不能照射過去，透明體能讓光照過去，半透明 體能讓光照一點點過去，它們的影子濃淡不同係因它們本身不同之故。
（四）光很強才會照射。
江文雄（2003）發現國小高年級學童在視覺、光的性質、光的直線前進、光的 反射、折射及光的顏色上均存有許多的迷思概念。吳政勳（2003）先彙整出學生在 光與顏色、視覺概念以及成像概念上的迷思概念之類型，再由這些類型可以歸納出 五種學生在光學迷思概念上的模式，分別為：
（一）把日常生活經驗與類似科學概念混淆。
（二）缺乏邏輯性思考。
（三）倒果為因。
（四）以直覺的觀點。
（五）對於物理定義的認識不清。
李采褱（2003）國小中高年級分析「年齡」以及「性別」與學生光學迷思概念 間之關係並瞭解學童之光學迷思概念，結果顯示學童對於「光的本質」、「光的行 進」、「影子的形成」、「光與視覺」、「光與反射」、「光與折射」上有其迷思 概念，且學童在光概念上「六年級明顯優於三、四、五年級」、「男生則明顯優於 女生」。
王玉龍（2005）的研究發現國小六年級學生對於色光普遍存有另有概念，包括：
（一）不同色光有強弱之分。
（二）色光本身有深淺，深的顏色會將淺的顏色蓋掉。
（三）三稜鏡和玻璃紙顏色有關聯。
（四）光穿過玻璃紙只呈現玻璃紙的色光。
（五）白色燈光會和玻璃紙混合產生顏色。
（六）色光通過玻璃紙速度的快慢導致呈色結果。
（七）玻璃紙顏色的亮度會影響色光呈現。
（八）學生以玻璃紙顏色的深淺預測色光呈現。
（九）以水彩調色推論色光和玻璃紙顏色的混合。
（十）全部色光都被反射會形成黑色。
Eaton, Anderson 和 Smith（1983）曾指出學生認為色素使物體有顏色，色素等 同於顏色的同義字，但色素和光是截然不同的兩個字，同時也指出學生認為物體本 來就有顏色，光是幫助我們看到它所具有的顏色；學生認為顏色不是光，但可以被 加入光之中。張川木（1999）也曾指出學生認為顏色是物體的本質，而光僅用來幫 助眼睛看物體罷了。
Driver, Guesne 和Tiberghien（1985）研究中指出學生以直線表示光和認為光的
傳播需要時間的概念是不同的；學生認為光不會穿透紙張，會停留於紙面上。Shapiro
（1989）所做研究發現，學生認為非光亮的表面是不會反射的，光滑的物體才會反 射；光不會穿透石板，不會反射也不被吸收，會停在石板表面。Feher 和Rice（1992）
綜合了以上的論點，提出了以下三種性質：
（一）主動的：它能以兩種方式改變物體的顏色：加入顏色或黑暗到物體上，
或使物體無法顯示真實的顏色。白光卻是被動的：它是清晰、無顏色的、
可以看得透的（透明的）並且僅能照明物體或產生影子使我們的眼睛看 得到，不引起改變。
（二）含有顏色：這顏色能和物體本身的顏色混合並且改變它，就像顏料一樣 可以混和及產生新的顏色。它有可以和其他色光混合產生新的顏色。
（二）含有顏色：這顏色能和物體本身的顏色混合並且改變它，就像顏料一樣 可以混和及產生新的顏色。它有可以和其他色光混合產生新的顏色。