Предметы приобретают цвет из-за особенностей их поверхности и взаимодействия с видимым светом. Свет, который мы видим как белый, на самом деле состоит из множества цветов, каждый из которых соответствует определённой длине волны. Если свет падает на предмет, молекулы поверхности этого предмета взаимодействуют с различными длинами волн по-разному.
Поглощение и отражение
Свет может либо поглощаться, либо отражаться. Если молекулы предмета поглощают определённые длины волн, эти волны не возвращаются в зрение наблюдателя. Те длины волн, которые не поглощаются, отражаются и воспринимаются как определённый цвет. Например, лист растения выглядит зелёным, потому что его клетки поглощают красный и синий свет, но отражают зелёный.
Квантовая природа света
На уровне атомов и молекул, свет испускается и поглощается как кванты энергии, называемые фотонами. Энергия этих фотонов определяет их длину волны: $E = h \nu$, где $E$ — энергия, $h$ — постоянная Планка, а $\nu$ — частота. Поверхность предмета имеет молекулярные и электронные структуры, которые резонируют или не резонируют с определёнными частотами света.
Электроны поглощают энергию фотонов, переходя на более высокие энергетические уровни. После релаксации они возвращаются в своё исходное состояние, испуская фотон той же или другой длины волны. Если поглощённые фотоны соответствуют энергиям, характерным для окрашенного света, то эти волны не будут отражаться, что определяет видимый цвет предмета.
Искусственный свет и пигменты
Пигменты, краски и другие искусственные покрытия также работают по этому принципу. Они содержат химические соединения, которые избирательно поглощают свет разных длин волн. За счёт этого пигменты приобретают нужные цвета и оттенки. Определённые химические структуры более пригодны для достижения стойкости цвета или изменения в зависимости от освещения.
Категория: Физика
Теги: оптика, цветовое восприятие, свет