Gibt es eine Verbindung, die alle sichtbares Licht ?
Antwort
Substanzen, die fast das gesamte auf sie fallende Licht absorbieren, erscheinen schwarz. Daher suchen Sie nach der schwärzesten bekannten Verbindung.
Der Rekord wird derzeit von Vantablack [1] gehalten, einer Substanz aus vertikal ausgerichteten Kohlenstoffnanoröhren, die bis zu 99,965% absorbiert von sichtbarem Licht, das darauf einfällt. Wie Sie sehen können, ist es wirklich schwarz.
Zuvor war der Datensatz wurde von Superblack [2,3] , einer Nickel-Phosphor-Legierung mit einer Absorption von bis zu 99,65%, gehalten. Zum Vergleich absorbiert normale schwarze Farbe im Allgemeinen etwa 97,5% von sichtbares Licht.
Quellen
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Vantablack
[2] https://www.newscientist.com/article/dn3356-mini-craters-key-to-blackest-ever-black
[3] http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2002/JM/b204483h#!divAbstract
Kommentare
- Erstellen einer Box mit Innenwänden, die mit diesem Material bedeckt sind, und einem kleinen Loch. Dieses Loch ist fast 100% dunkel.
Antwort
Alle Metalle können Photonen jeder Wellenlänge absorbieren unterhalb von hartem Ultraviolett sind im Idealfall elektronische Übergänge beliebig kleiner Energie zwischen Zuständen im ungefüllten Valenzband zulässig. Dies bedeutet, dass Metalle theoretisch die Materialien mit dem breitesten Wellenlängenbereich für die Photonenabsorption sind (mit Ausnahme von Plasmen).
Dies steht jedoch im Widerspruch zu der Vorstellung, die die meisten Menschen von Metallen haben, die eine Sammlung von glänzenden ( stark reflektierende) graue Feststoffe. Dies liegt daran, dass sie zwar Photonen mit nahezu beliebiger Wellenlänge absorbieren können, die Absorptionswahrscheinlichkeit jedoch nicht so hoch ist wie bei anderen Materialien. Als solches kann ein sekundärer Effekt stattfinden, bei dem die einfallenden Photonen mit den freien Elektronen im Metall interagieren und bewirken, dass das Licht zurück reflektiert und nicht absorbiert wird. Eine einfache Möglichkeit, die Reflexion zu verringern und damit reine Metalle in schwarze Substanzen umzuwandeln, besteht darin, sie zu einem sehr feinen Staub zu zermahlen oder auf mikroskopische Ebene eine sehr raue Oberfläche zu erzeugen, die dazu führt, dass einfallendes Licht beim Auftreffen auf das Material häufiger herumspringt und zunimmt die Wahrscheinlichkeit, dass das Licht absorbiert wird.
Während wir Metalle oft als Materialien betrachten, die hauptsächlich aus Atomen aus den $ s $ / $ d $ / $ f $ / frühen $ p $ -Blöcken bestehen Von Elementen aus dem Periodensystem (die „metallischen Elemente“) werden Metalle tatsächlich überhaupt nicht durch ihre Zusammensetzung definiert, sondern durch ihre elektronische Struktur. Es ist sogar möglich, Metalle aus „Nichtmetallen“ wie beispielsweise reinem Kohlenstoff (Kohlenstoffnanoröhren mit bestimmten Chiralitäten) herzustellen. Daher ist der metallische Charakter wahrscheinlich ein Faktor, der zur Dunkelheit von Vantablack beiträgt, was in seiner Antwort erwähnt wird.
Kommentare
- Guter Punkt für die Erwähnung von Pulvern . Viele Dinge erscheinen schwarz, wenn Sie sie fein genug pudern.
Antwort
Beliebiges Schwarz Verbindung absorbiert Photonen im gesamten sichtbaren Spektrum; Deshalb erscheint es unseren Augen im Wesentlichen schwarz. So wird beispielsweise Eisen (II, III) oxid , $ \ ce {Fe3O4} $ dies tun; Es wird sogar als schwarzes Pigment verwendet. Es ist zwar sehr unwahrscheinlich, dass es jedes einzelne Photon einer beliebigen Wellenlänge im sichtbaren Spektrum absorbiert, aber die Suche nach einem solchen perfekten Absorber ist auf jeden Fall bedeutungslos, da die Vorstellung eines sichtbaren Spektrums nicht streng ist.