Schwarze Farbe absorbiert Licht besser als jede andere. Die Thermodynamik erklärt die Ausbreitung von Wärme, antwortet jedoch nie wirklich, warum genau ein bestimmtes Farbspektrum unterschiedliche Absorptionsfähigkeiten aufweist. Welche Physik steckt hinter diesem Phänomen? Und gibt es eine spezifische Beziehung zwischen den Wellenlängen des Farbspektrums und dem Emissionsvermögen? Ich habe keine direkte Antwort auf diese Frage gefunden, daher sind Links zu Dokumenten oder guten Quellen sehr willkommen.
Antwort
Die Frage deutet auf ein leichtes Missverständnis in Bezug auf Farbe hin:
Schwarze Farbe absorbiert Licht besser als jede andere.
Farbe verursacht keine Absorption. Stattdessen verursacht Absorption Farbe.
Weißes Licht – z. B. Sonnenlicht – enthält alle Wellenlängen. Wenn weißes Licht ein Objekt beleuchtet, absorbiert das Objekt einige Wellenlängen und reflektiert / streut andere Wellenlängen. Wenn alle sichtbaren Wellenlängen des weißen Lichts absorbiert werden, sehen unsere Augen überhaupt kein Licht, und unser Gehirn interpretiert dies als schwarze Farbe. Wenn Wellenlängen im langen und kurzen Bereich des sichtbaren Spektrums absorbiert werden, aber Wellen im mittleren Bereich reflektiert werden, erreicht das reflektierte Licht unsere Augen und wird als grün wahrgenommen – und so weiter. Unsere Augen haben Rezeptoren für drei verschiedene Bereiche sichtbarer Wellenlängen, und die spezifische Farbe, die wir an jedem Punkt eines Bildes wahrnehmen, hängt hauptsächlich von der relativen Lichtintensität in jedem dieser drei Bereiche ab.
Die Frage, was bewirkt, dass ein Objekt einige Wellenlängen absorbiert und andere Wellenlängen reflektiert oder streut, erfordert eine viel kompliziertere Antwort, da dies von den atomaren, molekularen und strukturellen Eigenschaften der Objektzusammensetzung abhängt.
Antwort
Thermodynamik ist das klassische physikalische Regime. Es konnte die Frequenzen des von Materie kommenden Strahlungsspektrums nicht erklären, und aus diesem Grund wurde die Quantenmechanik entdeckt Schwarzkörperstrahlung
In der klassischen Thermodynamik war bekannt, dass Materie Strahlung emittiert, deren Frequenz von der Temperatur abhängt. Sie konnte jedoch nicht erklären die beobachteten Spektren, weil die Theorie h zu viel Energie gab hohe Frequenzen, die sogenannte ultraviolette Katastrophe.
Die Quantisierung löste also die Problem, wie Sie beim Lesen des Links sehen werden.
Wenn Sie die Physik weiter studieren, werden Sie feststellen, dass Materie aus Atomen und Molekülen besteht und diese im Rahmen der Quantenmechanik liegen. Elektromagnetische Wechselwirkungen treten je nach Material in unterschiedlichen Frequenzen auf. Aber die Farbwahrnehmung, d. H. Was wir als schwarz oder rot sehen, und das Frequenzspektrum sind nicht eins zu eins verbunden. Eine Anzahl von Frequenzen kann die Wahrnehmung von Rot geben, nicht nur die Frequenz, die im Spektrum mit Rot assoziiert ist. Es heißt Farbwahrnehmung. .
Unsere Augen reagieren empfindlich auf eine begrenzte Anzahl von Frequenzen im gesamtes elektromagnetisches Spektrum. Alle anderen Frequenzen werden von unserem Gehirn als „schwarz“ interpretiert, was alle Objekte betrifft.
Warum absorbieren dunkle Farben mehr Licht als helle Farben?
Was Dunkelblau gegenüber Hellblau betrifft, können auf atomarer Ebene viele Dinge passieren
1) Es gibt mehr Wechselwirkungen, die Photonen für Dunkelblau absorbieren als für Hellblau. 2) Auf atomarer Ebene ergeben die vom Material reflektierten Frequenzen den Kontrast zwischen Dunkel und Hell. 3) Die Farbwahrnehmung von Die Augen können diesen Eindruck erwecken und es können viele Frequenzen auftreten.
Bei Schwarz kann das sichtbare Lichtspektrum vollständig absorbiert werden, wobei die Energie in Infrarotfrequenzen übergeht, die als Wärme wahrgenommen werden und nicht sichtbar sind.
Eine Kombination all dieser Faktoren, abhängig vom Material / der Farbe.