¿Cómo reflejan las superficies ciertos colores y absorben los demás?
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PipperChip
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Respuesta corta : La luz es absorbida y reemitida todo el tiempo. Los colores y la reflectividad dependen de los electrones del material y de lo que éste sea. A veces los fotones se convierten en calor en un material. Otras veces los fotones atraviesan un material o son reemitidos (por lo que puede parecer que acaban de "pasar"). Dependiendo de los fotones que se reemitan, se obtendrán diferentes colores. No hay ninguna regla que diga que los electrones debe bajan a un estado de energía que antes ocupaban, por lo que pueden ocurrir cosas "raras".
Más detalles : Los átomos y los electrones que los componen tienen niveles de energía. Los electrones pueden absorber fotones y "saltar" a un estado energético superior. Los electrones que pueden "saltar" a estados energéticos inferiores acabarán haciéndolo. El Principio de Exclusión de Pauli también es importante en este caso; si un electrón ya ocupa un estado, ningún electrón puede saltar hacia arriba o hacia abajo a esa energía. En los materiales a granel, los niveles de energía de los electrones forman "bandas" de energía que básicamente funcionan de forma similar a los niveles de energía de los átomos individuales, pero con complicaciones añadidas.
Cuando la luz incide sobre un material, cada átomo que atraviesa la luz puede absorberla (si dispone de los estados correctos) o no. Si la luz no es absorbida, simplemente atraviesa el material. como si no estuviera allí . Si la luz es de la energía correcta y el estado de energía potencial de un electrón está disponible, es absorbida por un electrón y salta a otro nivel de energía. El electrón puede volver a saltar a otro estado energético, o la energía de la excitación puede convertirse en energía térmica. Si el electrón salta hacia abajo, la luz se vuelve a emitir.
Los colores surgen generalmente porque la luz que incide en un material está compuesta por muchos tipos diferentes de luz. Ciertas longitudes de onda de la luz son absorbidas por un material. A veces, un material es de un color porque "engulle" todo menos un determinado color. Otras veces, un material es de un color porque absorbe una longitud de onda y reemite fotones, a veces de ¡una longitud de onda totalmente diferente!
Las reflexiones se producen porque algunos materiales son muy malos para convertir la energía de la luz en calor y los materiales pueden volver a emitir fotones de la misma energía. Cada vez que un rayo de luz atraviesa un cambio de medio, produce un rayo reflejado y otro transmitido. (A menor escala, se trata simplemente de los átomos de la superficie que absorben y reemiten fotones en una dirección más o menos aleatoria). Si puedes disponer los materiales de forma que la luz reflejada sea más intensa que la transmitida por el otro lado, ¡verás un reflejo!
Alice Kirkpatrick
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La luz de diferente color se entiende como una onda de diferente frecuencia de oscilación. La materia de las superficies tiene un comportamiento característico para cada una de estas frecuencias, basado en su composición química: los electrones de la superficie oscilan y absorben mucha luz cuando su frecuencia está en torno a una de las frecuencias de resonancia de la materia; y los electrones oscilan menos si la frecuencia de la luz está lejos de sus frecuencias de resonancia, y entonces transmiten y reflejan más, dependiendo también de su densidad y del ángulo de incidencia de la onda en la superficie.
JRT
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Tú lo pides:
¿Los átomos de una superficie se excitan para reflejar la luz?
pero en realidad es al revés. La reflexión se produce porque el campo eléctrico oscilante de la luz produce dipolos oscilantes en los electrones del sustrato. Estos dipolos oscilantes, a su vez, irradian la luz isotrópicamente y la luz irradiada interfiere constructivamente sólo en las direcciones de transmisión y reflexión. Obsérvese que no se pierde energía en este proceso: la suma de las energías reflejada y transmitida es la misma que la energía incidente.
Sin embargo, el sustrato puede tener una excitación electrónica que coincida con la longitud de onda de la luz incidente. En este caso, la luz será absorbida y excitará los electrones del sustrato a niveles de energía más altos. En un sólido o en un líquido, los electrones excitados suelen relajarse transfiriendo energía a las vibraciones de la red en lugar de irradiar la luz, y el resultado final es que la luz se absorbe y termina en forma de calor.
Así que lo que realmente sucede es:
Los átomos de una superficie se excitan a absorber la luz
