Zakaj temni premeti vpijejo več svetlobe kot svetli?

O naravnih pojavih. Kaj je ...? Kakšen je...?
Post Reply
Sonceinluna
Posts: 2
Joined: 9.10.2009 21:22

Zakaj temni premeti vpijejo več svetlobe kot svetli?

Post by Sonceinluna » 15.10.2009 22:59

No, saj je že iz naslova jasno vprašanje. Kaj je na temnih predmetih tako posebnega, da vpijajo svetlobo?

M4RT1N
Posts: 68
Joined: 5.11.2004 23:54
Location: Domžale
Contact:

Re: Zakaj temni premeti vpijejo več svetlobe kot svetli?

Post by M4RT1N » 16.10.2009 9:52

Vprašaj se raje drugače, zakaj so nekateri predmeti temnejši kot drugi (ter tudi različnih barv)? Vzročno posledična zveza je ravno obratna kot pa v tvojem vprašanju.

Sonceinluna
Posts: 2
Joined: 9.10.2009 21:22

Re: Zakaj temni premeti vpijejo več svetlobe kot svetli?

Post by Sonceinluna » 17.10.2009 9:56

Hvala, Martin.

To je vprašanje za 5. razred OŠ. Pravilen odgovor naj bi bil, da so temni predmeti privlačnejši. Osebno menim, da je samo vprašanje napačno zastavljeno.
Na nekem drugem forumu se je razvnela razprava o tej temi, a dokončnega odgovora še ni :-).

Dadobrad
Posts: 13
Joined: 17.2.2008 19:57

Re: Zakaj temni premeti vpijejo več svetlobe kot svetli?

Post by Dadobrad » 24.6.2010 9:13

Vprašanje je res nekoliko nerodno postvljeno, in odgovor se zdi preprost. V grobem lahko rečemo, da so predmeti, ki vpijejo večji delež vpadne svetlobe videti temnejši od tistih, ki vpijejo manjši delež te svetlobe. Ampak če vprašamo zakaj nekateri predmeti vpijejo več svetlobe kot drugi, potem pa smo že pred nekoliko večjim izzivom. Kateri dejavnik materiala oziroma površine vpliva na (selektivno ali neselektivno) absorbcijo svetlobe v vidnem spektru?

Jasno nam mora biti, da ima ključno vlogo pri tem kemična sestava materialov na površini. Zato barve izdelujejo v Cinkarni Celje :-)

Poznamo nekaj vrst snovi, ki vplivajo na odboj svetlobe. V grafiki jih v grobem delijo na pigmente in barvila. Pigmenti so zelo drobni trdni delci snovi raznih barv, običajno oksidi raznih kovin, ali fino mleti prah kamnin in delujejo na principu odbijanja in vpijanja vpadne svetlobe. Medtem ko so barvila kemične spojine, ki vtis barve ustvarjajo z vpijanjem in prepuščanjem svetlobe. Pigmenti so zato zelo odvisni od barve podlage na katero jih nanašamo. Barvilo namreč del svetlobe vpije, del pa prepusti do podlage, od katere se nato svetloba odbije, ponovno potuje skozi barvilo in nato do našega očesa. Primer so barvila za velikonočna jajca in črnila različnih barv (tuš). Vsi vemo, da se lepše obarvajo jajca, ki so bolj bela. Barvni laki (kot jih uporabljajo na primer v avtomobilski industriji) pa so tipično sredstvo, ki je narejeno na osnovi pigmentov. Ker delujejo na principu odbite svetlobe ni pomembno kakšne barve je podlaga. Teoretično bi moral lak prekriti osnovno barvo.

Skratka na delež odbite oziroma prepuščene svetlobe s posamezno valovno dložino (in s tem na barvni vtis, ki se tvori v naših možganih) vpliva kemična sestava materialov na površini, delno pa tudi struktura površine (mat ali sijajni učinek). Če želiš vedeti več o tem kako kemična sestava vpliva na vpijanje, prpuščanje in odbijanje svetlobe, je to že kemija, torej ni moje področje in se tja podajaš brez mene.

Lep mavrični pozdrav,
Dadobrad

User avatar
MAVER|CK
Posts: 880
Joined: 27.5.2005 16:34
Contact:

Re: Zakaj temni premeti vpijejo več svetlobe kot svetli?

Post by MAVER|CK » 24.6.2010 12:19

dadobrad, pohvale za lepo napisan odgovor. Smo se marsikaj naučili iz njega. Vsekakor lahko zelo enostavna vprašanja postanejo zelo kompleksna in težka, če vrtamo v njih dovolj globoko.

Vsekakor mi je jasno, zakaj poliran aluminij izgleda kot ogledalo. Ker so neravnine na površini manjše od valovne dolžine svetlobe, zaradi tega se jo več kot 99% odbije nazaj. Tako lahko zelo preprosto razumeš efekt teksture, bolj hrapavi predmeti so temnejši, jasno kot beli dan:).

Sledijo že omenjeni pigmenti, ki očitno vsrkajo le določeno barvo svetlobe (kot barvni filtri, barvna sončna očala), najbrž imajo take lastnosti, da se točno tista valovna dolžina v njih razlomi in se ne odbije nazaj ven (to lahko dosežeš z obliko površine (kristalčkov, molekul...).

Mislim pa da imamo še eno vrsto barve in sicer tiste, ki nastane ob lomljenju svetlobe (diamant, prizma, tanki sloj olja, milni mehurčki...) ti nimajo nič s pigmenti.

Malo več info:

http://en.wikipedia.org/wiki/Colors

Dadobrad
Posts: 13
Joined: 17.2.2008 19:57

Re: Zakaj temni premeti vpijejo več svetlobe kot svetli?

Post by Dadobrad » 29.6.2010 11:09

MAVER|CK wrote:Vsekakor mi je jasno, zakaj poliran aluminij izgleda kot ogledalo. Ker so neravnine na površini manjše od valovne dolžine svetlobe, zaradi tega se jo več kot 99% odbije nazaj. Tako lahko zelo preprosto razumeš efekt teksture, bolj hrapavi predmeti so temnejši, jasno kot beli dan:).
Ha! Pa smo tam. Ravno obratno je res. Bolj hrapave površine delujejo svetleje v večini kotov opazovanja (razen pod nasprotno enakim kotu vpadne svetlobe - se pravi kotom pod katerim se odbija odsev). To je klasična napaka razumevanja odboja svetlobe s površin. Zadevo lahko preizkusiš. Prebarvaš poljubno površino z določeno barvo, recimo rdečo. Potem polovico obarvane površine prelakiraš s sijajnim, drugo polovica pa za mat lakom. Rezultat bo tak, da sijajno lakiran del barve sicer deluje bolj živo, temu se strokovno reče, da je barva bolj nasičena, a je v primerjavi z mat lakirano površino temnejša. Matirana površina deluje bolj bledo (nenasičena barva) in svetleje, nekako potegne na roza. Kajti na svetlečih površinah se odsev svetlobe s svetlobnega vira v veliki večini odbije pod natančno nasprotno enakim kotom glede na pravokonico. Ostala svetloba se selektivno vpije in odbije ter tvori barvni vtis. Manj znano (oziroma pogosto prezrto) je dejstvo, da se svetloba odseva tudi od mat površin, le da se ta odsev zaradi mikro neravnin na površini odbija bolj enakomerno v vseh smereh oziroma, pod vsemi koti opazovanja (se razprši). Torej se ta del svetlobe (pogojno bel) pridruži selektivno odbiti (barvni - rdeči v našem primeru) svetlobi, rezultat je roza (svetlejši) barvni vtis.

To velja v večini primerov, ne velja pa, če obe površini opazuješ pod že nekajkrat omenjenim nasprotno enakim kotom vpadne svetlobe glede na pravokotnico. V tem primeru je svetleča površina veliko svetlejša, zares svetleča, lahko tudi skoraj bela, ker vidiš odsev svetila.

Še en nazoren primer, ki pokaže, da so svetleči predmeti zares temnejši, so rečni prodniki različnih barv. Če opazujemo na soncu osušen kamenček se zdi mnogo svetlejši, skoraj bel (zaradi majhnih neravnin v površini, ki so posledica brušenja v vodi). Šele ko ga namočimo v vodo, ki zapolni neravnine, pridejo njegove prave barve do izraza.
MAVER|CK wrote:Sledijo že omenjeni pigmenti, ki očitno vsrkajo le določeno barvo svetlobe (kot barvni filtri, barvna sončna očala), najbrž imajo take lastnosti, da se točno tista valovna dolžina v njih razlomi in se ne odbije nazaj ven (to lahko dosežeš z obliko površine (kristalčkov, molekul...).
Pigmenti in barvila ne razlomijo svetlobe, ampak jo delno odbijejo, delno pa vpijejo in njeno energijo pretvorijo v toploto (IR), redkeje pa tudi v elektromagnetno sevanje drugih valovnih dolžin. Take materiale najbolj pogosto poznamo pod opisom fluorescentni. Že prej sem napisal, da ne znam natančno napisati, v čem je trik sposobnosti površine da selektivno vpija svetlobo, vendar je stvar kemične narave v to sem prepričan. Če bi imelo kakršno koli zvezo z
MAVER|CK wrote:obliko površine (kristalčkov, molekul...)
, torej z lomljenjem svetlobe, bi se morala barva površine z različno stopnjo površinske obdelave spreminjati. In to ne samo v jakosti oziroma deležu odseva, ampak tudi v barvnem tonu.

Res je, poznamo še barve, ki nastanejo pri lomu svetlobe in pri interferenci pri prehodu skozi prozorne materiale z različno gostoto ter odboju od zrcalnih površin. Nimajo veliko skupnega z barvili in pigmenti in so, poleg prej omenjenega učinka svetleče in mat površine na nasičenost barv, po moje edine barve v naravi, ki niso posledica kemične sestave površine ampak fizikalnega pojava v optiki, torej loma svetlobe in, kot že omenjeno, če se ne motim interference (milnica ali olja na vodi, zaščitni 'hologrami' na bankovcih ...).

Toliko na kratko ~(-:

Post Reply