Kako neki objekti mogu biti potpuno crni i još uvijek visoko reflektiraju?

SCP-2480 An Unfinished Ritual | presumed Neutralized | City / Sarkic Cult SCP (Lipanj 2019).

Anonim

Ako postoji jedna riječ za opisivanje Van Goghove uporabe crne boje u Wheatfieldu s Crows, to je, ali bezobrazno. Neočekivani trag krupnih crnih vrana koji lete iznad obilnog polja pšenice može se vidjeti iz tamnoplaznog horizonta, kao da su plime morskih valova reflektirane oblacima oluje iznad njega, razbijene, oživjele i pobjegli. Bio je to posljednji umjetnički rad Van Gogh koji je bio oslikan prije njegove smrti, i sasvim je pogodio njegovu propast.

Poznato je da je Wheatfield with Crows jedan od najboljih umjetničkih djela Vincent Van Goga. (Foto: Vincent Van Gogh / Wikimedija)

Dojam boja oduvijek je bio prvo i drugo intelektualno. Dugo je dominiralo našu percepciju o tome što je divno i što je odbojno. Dok je bijela bila dugo povezana s plemstvo i plemića, crna je osobito povezana s đavlom, grijehom i smrću. Međutim, prikladnija pojam za opisivanje crne je tajnost. Crni krije, doslovno.

Zašto su objekti crni?

Duge se formiraju kapljicama kiše koje se ponašaju kao prizmi. (Foto kredit: Udruga svemirskih znanosti sveučilišta)

Svjetlo, elektromagnetski val, je grupa valnih duljina. Međutim, naše su oči osjetljive samo na jedan dio ovog klastera, raspon valnih duljina koje možemo vidjeti, poznat kao vidljivi raspon. Vidljivi raspon sam po sebi je skup čvrsto isprepletenih valnih duljina, i unatoč tome što nisu susjedni, mogu se grubo podijeliti u sedam boja koje je Newton promatrao.

Izjava da objekti apsorbiraju i reflektiraju te sastavne valne duljine znači da objekti određene boje, recimo crvena košulja, zrače tu određenu boju jer, zbog nekog elektromagnetnog fenomena, atomi i molekule boja odražavaju valnu duljinu povezanu samo s crvena i apsorbiraju preostale valne duljine povezane s bojama koje nisu crvene. Razmislite o tome kao što je bacanje 7 različitih kuglica u boji na zidu tako da boja zida određuje lopta koju zid reflektira. Ali što to govori o crnoj i bijeloj?

Gdje je bijelo odraz svih boja zajedno, crna je potpuno suprotna - potpuna apsorpcija. Dakle, crni nije samo odsutnost svjetlosti, nego, kao što je Goethe pokazao, pomno izmišljenu mješavinu pigmenata. Apsorpcija svjetlosne energije na taj način obično čini da se manifestira kao vrućina. Zato se crne majice u ljetnim mjesecima namrštene jer su izvrsni termalni kolektori.

Međutim, dok se mnoštvo svjetlijih boja može pripisati refleksiji i isprepletanju višestrukih valnih duljina, što je s različitim nijansama crne boje?

Razlika između mat i sjaj

Snooker 8-loptu (Foto Credit: Pixabay)

Zapravo, podrijetlo riječi "crno" može se pratiti na proto-indoeuropsku riječ bhleg, što znači "sjati". Međutim, ako crni predstavlja apsorpciju svih valnih duljina, zašto još uvijek sjaji kao da se nekako uspijeva odraziti? Ova osobitost se svodi na dva čimbenika: količinu incidentne svjetlosti i površine samog reflektirajućeg objekta.

U nedostatku dovoljne količine svjetlosti, crveno se može smatrati crnom. Nadalje, razlika između matte i crne boje može se pratiti na omjer apsorpcije i refleksije incidentne svjetlosti. Taj se omjer jako utječe na površinu objekta. Samo idealno crni predmeti mogu apsorbirati svaku mrlju incidentne svjetlosti i ne odražavaju apsolutno ništa. Primjer toga je crna rupa, čija čvrsta atrakcija čak i svjetlost ne može pobjeći. Praktično govoreći, male površinske nepravilnosti uvijek dopuštaju neko svjetlo da odražava i pobjegne.

Crne rupe su najcrnje stvari u Svemiru. (Izvor slika: Wikipedia.org)

Na primjer, grube ili nepravilne površine otvaraju put za difuznu refleksiju, gdje se reflektirano svjetlo slučajno raspršuje u svakom smjeru. Divergentna priroda ove reflektirane svjetlosti uzrokuje da objekt postane tamniji, optičniji. S druge strane, glatke površine reflektiraju svjetlo usko, koncentrirano. To uzrokuje pojavu sjajnih ili sjajnih mrlja na materijalu. Taj se odraz naziva zrcalnom refleksijom. Crni objekti koji ilustriraju reflektirajuće refleksije su češći od objekata koji ilustriraju difuznu refleksiju.

Vantablack je najcrnji materijal kojeg smo ikada vidjeli. (Foto: Surrey NanoSystems / Wikimedija)

U 2014. godini svijet je padao kada britanska tvrtka za nanotehnologiju razvila najcrnji materijal ikad poznat. Poznat kao Vantablack, tvar se sastoji od ugljikovih nanocjevčica usko poravnati na svojim krajevima. Materijal je toliko mračan da se na bijeloj pozadini čini crvotočom na nekom udaljenom kutu dubokog, vanjskog prostora. Materijal je poznat da odražava samo 0, 045% incidentne svjetlosti! Ipak, naravno, to još uvijek nije tamnije od crnog mačka Edgar Allan Poe.