Culoarea neagră absoarbe lumina mai bine decât oricare alta. Termodinamica explică propagarea căldurii, dar niciodată nu răspunde cu adevărat de ce spectrul exact de culoare are capacități de absorbție diferite. Care este fizica din spatele acestui fenomen? Și există o relație specifică între lungimile de undă ale spectrului de culoare și emisivitatea? Nu am găsit nimic care să răspundă direct la această întrebare, așa că orice linkuri către documente sau surse bune sunt cu adevărat apreciate.
Răspuns
Întrebarea sugerează o ușoară neînțelegere despre culoare:
Culoarea neagră absoarbe lumina mai bine decât oricare alta.
Culoarea nu provoacă absorbția. În schimb, absorbția provoacă culoare.
Lumina albă – de exemplu, lumina soarelui – conține toate lungimile de undă. Când lumina albă luminează un obiect, obiectul va absorbi unele lungimi de undă și va reflecta / împrăștia alte lungimi de undă. Dacă toate lungimile de undă vizibile ale luminii albe sunt absorbite, ochii noștri nu vor vedea deloc lumină, iar creierul nostru interpretează asta ca o culoare neagră. Dacă lungimile de undă din intervalul lung și scurt al spectrului vizibil sunt absorbite, dar cele din intervalul mediu sunt reflectate, lumina reflectată ajunge la ochii noștri și este percepută ca verde – și așa mai departe. Ochii noștri au receptori pentru trei game diferite de lungimi de undă vizibile, iar culoarea specifică pe care o percepem în orice punct al unei imagini depinde în primul rând de intensitatea relativă a luminii în fiecare dintre aceste trei game.
Întrebarea despre ce face ca un obiect să absoarbă unele lungimi de undă și să reflecte sau să împrăștie alte lungimi de undă necesită un răspuns mult mai complicat, deoarece depinde de proprietățile atomice, moleculare și structurale ale compoziției obiectului.
Răspuns
Termodinamica este regimul fizic clasic. Nu a putut explica frecvențele spectrului de radiații provenind din materie, iar mecanica cuantică a fost descoperită din această cauză. radiația corpului negru
În termodinamica clasică se știa că materia emite radiații a căror frecvență depindea de temperatură. Dar nu putea explica spectrele observate, deoarece teoria a dat prea multă energie lui h frecvențe mari, așa-numita catastrofă ultravioletă.
Deci cuantificarea a rezolvat problemă, așa cum veți vedea citind linkul.
Dacă veți studia mai departe fizica, veți vedea că materia este compusă din atomi și molecule, iar acestea se află în cadrul mecanicii cuantice. Interacțiunile electromagnetice apar în diferite frecvențe, în funcție de material. Dar percepția culorii, adică ceea ce vedem ca negru sau roșu, și spectrul frecvențelor nu sunt conectate una la alta. O serie de frecvențe pot da percepția roșu, nu numai frecvența asociată cu spectrul roșu. Se numește percepția culorii. .
Ochii noștri sunt sensibili la un număr limitat de frecvențe în spectrul electromagnetic total. Toate celelalte frecvențe libere sunt interpretate ca „negre” de către creierul nostru, în măsura în care merg toate obiectele.
De ce culorile întunecate absorb lumina mai mult decât culorile deschise?
Deci, în ceea ce privește albastru închis versus albastru deschis, există multe lucruri care se pot întâmpla
1) la nivel atomic există mai multe interacțiuni care absorb fotoni pentru albastru închis decât albastru deschis
2) la nivel atomic, frecvențele libere reflectate de material conferă contrastului întunecat față de lumină
3) percepția culorii ochii pot da această impresie și pot fi implicate o mulțime de frecvențe.
Pentru negru ar putea exista o absorbție completă a spectrului de lumină vizibilă, energia scăpându-se în frecvențe infraroșii, percepute ca căldură, nevizibile.
O combinație dintre toate acestea depinde de material / vopsea.