Zwarte kleur absorbeert licht beter dan alle andere. De thermodynamica verklaart de voortplanting van warmte, maar geeft nooit echt antwoord waarom precies een specifiek kleurenspectrum verschillende absorptiemogelijkheden heeft. Wat is de fysica achter dit fenomeen? En is er een specifieke relatie tussen de golflengten van het kleurenspectrum en de emissiviteit? Ik heb niets gevonden dat deze vraag direct beantwoordt, dus alle links naar documenten of goede bronnen worden zeer gewaardeerd.
Antwoord
De vraag suggereert een klein misverstand over kleur:
Zwarte kleur absorbeert licht beter dan alle andere.
Kleur veroorzaakt geen absorptie. In plaats daarvan veroorzaakt absorptie kleur.
Wit licht, bijvoorbeeld zonlicht, bevat alle golflengten. Wanneer wit licht een object verlicht, absorbeert het object bepaalde golflengten en reflecteert / verstrooit het andere golflengten. Als alle zichtbare golflengten van het witte licht worden geabsorbeerd, zullen onze ogen helemaal geen licht zien en interpreteren onze hersenen dat als een zwarte kleur. Als golflengten in het lange en korte bereik van het zichtbare spectrum worden geabsorbeerd, maar die in het middenbereik worden gereflecteerd, bereikt het gereflecteerde licht onze ogen en wordt het als groen waargenomen – enzovoort. Onze ogen hebben receptoren voor drie verschillende bereiken van zichtbare golflengten, en de specifieke kleur die we op een bepaald punt in een afbeelding waarnemen, hangt voornamelijk af van de relatieve intensiteit van het licht in elk van deze drie bereiken.
De vraag wat veroorzaakt dat een object bepaalde golflengten absorbeert en andere golflengten reflecteert of verstrooit, vereist een veel gecompliceerder antwoord, omdat dit afhangt van de atomaire, moleculaire en structurele eigenschappen van de samenstelling van het object.
Antwoord
Thermodynamica is het klassieke fysische regime. Het kon de frequenties van het spectrum van straling afkomstig van materie niet verklaren, en daarom werd de kwantummechanica ontdekt. Het wordt de straling van het zwarte lichaam
In de klassieke thermodynamica was het bekend dat materie straling uitzond waarvan de frequentie afhing van de temperatuur. Maar het kon niet verklaren de waargenomen spectra, omdat de theorie te veel energie gaf aan h hoge frequenties, de zogenaamde ultraviolette catastrofie.
Dus kwantisering loste de probleem, zoals je zult zien als je de link leest.
Als je natuurkunde verder bestudeert, zul je zien dat materie is samengesteld uit atomen en moleculen, en deze vallen binnen het raamwerk van de kwantummechanica. Elektromagnetische interacties komen in verschillende frequenties naar voren, afhankelijk van het materiaal. Maar kleurwaarneming, dat wil zeggen wat we zien als zwart of rood, en het spectrum van frequenties zijn niet één op één verbonden. Een aantal frequenties kan de waarneming van rood geven, niet alleen de frequentie die in het spectrum met rood is geassocieerd. Het heet kleurperceptie. .
Onze ogen zijn gevoelig voor een beperkt aantal frequenties in de totaal elektromagnetisch spectrum. Alle andere vrije frequenties worden door onze hersenen als “zwart” geïnterpreteerd, voor zover alle objecten gaan.
Waarom absorberen donkere kleuren licht meer dan lichte kleuren?
Dus wat betreft donkerblauw versus lichtblauw, er zijn veel dingen die kunnen gebeuren
1) op atomair niveau er zijn meer interacties die fotonen absorberen voor donkerblauw dan voor lichtblauw.
2) op atomair niveau geven de vrijheden weerkaatst door het materiaal het donker versus licht contrast
3) de kleurperceptie van de ogen kunnen deze indruk wekken en er kunnen veel frequenties bij betrokken zijn.
Voor zwart kan er volledige absorptie van het zichtbare lichtspectrum zijn, waarbij de energie naar infraroodfrequenties gaat, gedetecteerd als warmte, niet zichtbaar.
Een combinatie van al deze afhankelijk van het materiaal / verf.