¿Cómo demostrar que todos los colores espectrales existen en la naturaleza?

Question

La emisión espectral de los elementos se produce en longitudes de onda discretas. Sólo hay unos 118 elementos. Mi pregunta es si existen colores puros desfavorecidos en la naturaleza, o incluso desautorizados.

El sol (a través del prisma) parece generar un continuo de frecuencias visibles, pero claro, probablemente lo parezca porque el ojo mezclaría colores espectrales adyacentes y el color resultante (casi espectral) parecería rellenar el hueco (nota: es una pregunta, no una afirmación).

A menudo se recita que los "cuerpos negros" (como el Sol) emiten un espectro de radiación, pero ¿cómo notaríamos las pequeñas discontinuidades, si existieran?

El corrimiento al rojo podría crear frecuencias visibles que de otro modo no se producirían. Pero, ¿tenemos alguna base distinta (prisma + intuición visual) de que todas las frecuencias visibles puras corresponden de hecho a alguna posible fuente natural o artificial?

Disculpas por la ingenuidad de la pregunta, si es el caso, y por la probabilidad de que la respuesta no tenga mucha importancia práctica. Había preguntas relacionadas en el sitio y en Google, pero nada directamente relacionado.

Gracias.

Answer 1

Tienes razón en que el sol parece emitir un espectro continuo, y eso se debe a que es un cuerpo negro hasta una aproximación razonable. Ni siquiera tenemos que considerar la respuesta espectral de nuestros ojos, o la mezcla de colores en nuestros cerebros. Las mediciones con "cámaras" de uno u otro tipo se realizan de forma rutinaria para producir gráficos como ce . Las emisiones espectrales discretas de los átomos que mencionas también pueden verse en estos gráficos como picos que se suman a la curva continua del cuerpo negro.

Curiosamente, usted pregunta por las "discontinuidades". Observamos puntos oscuros cuando miramos los espectros. Sin embargo, éstas se producen porque en algún punto entre el lugar donde se creó la luz y el observador se interponen átomos que absorben selectivamente esas longitudes de onda. De hecho, esta absorción espectral es útil para informarnos sobre la composición atómica del espacio interestelar. La cuestión aquí es que no es que estas longitudes de onda falten en la naturaleza, es que algo las está absorbiendo.

Otro indicio de que no hay ninguna longitud de onda de luz especial que no exista en la naturaleza es la radiación de sincrotrón. El espectro de la radiación sincrotrón depende de la intensidad del campo magnético de fondo y de la energía de las partículas cargadas que emiten la luz. Ambas son cantidades continuas, por lo que no cabe esperar ver una longitud de onda específica en medio del espectro sincrotrón, que es oscuro.

Answer 2

En teoría, no hay ninguna longitud de onda no permitida de un cuerpo negro perfecto. En la práctica, con la resolución actual, los espectros que se han observado en la naturaleza no muestran ninguna laguna. Hay líneas de absorción y emisión en la mayoría de los espectros, por supuesto, pero se deben a desviaciones de las idealizaciones del cuerpo negro, como gas delante (o dentro) de la fuente de luz (que no está en equilibrio con ella).

Answer 3

Además de los puntos que otros han planteado sobre los cuerpos negros, cabe señalar que:

1. con el desplazamiento Doppler, puedes crear cualquier frecuencia que desees simplemente cambiando la velocidad de la fuente de luz

2. En general, las transiciones entre estados cuánticos sólo se restringen aproximadamente a energías discretas. Incluso un átomo aislado en un estado excitado podrá emitir luz a energías ligeramente distintas de las existentes entre los estados cuánticos, con un ancho de línea que depende del tiempo de vida de la transición.

Para obtener más información sobre la ampliación de líneas, consulte http://en.wikipedia.org/wiki/Line_broadening#Line_Broadening_and_shift .

Answer 4

¿Es su pregunta existen los colores en la naturaleza? ¿No existirían los colores espectrales sólo en la luz, y por tanto no en la "naturaleza"? La terminología de "naturaleza" es confusa, ¿se refiere a la existencia material o a la materia? Los ojos contienen células para descifrar las longitudes de onda. El sol es negro porque el cuerpo de la estrella en sí no emite luz, lo hace la reacción química. Los colores son sometidos por nosotros, percibidos y medidos sólo a través de la capacidad humana. Los fotones son portadores de electromagnetismo, así que ¿no nos sería imposible concluir cómo esta energía "tiñe" la luz, ya que incluso el origen de su existencia es incognoscible? Las plantas son verdes debido a la clorofila de los cloroplastos, y nuestra piel está pigmentada por la melanina relativa a la reacción química de la luz ultravioleta. El hecho de no percibir visualmente algo no niega su existencia. No sé mucho de física, pero sí de filosofía y mi ciencia aquí no está equivocada; sólo pensé que estaría bien tener una visión más amplia a la que recurrir.