Mientras que explicar a mi sobrino sobre la física de la luz, le dije que no podemos ver el infrarrojo color y pateó nuevamente con una pregunta muy simple: ¿por qué no podemos verlo? No pude decirle. ¿El ojo humano no es capaz de sentir tan o puede de hecho pero el cerebro no puede entender la señal? ¿cualquier otra razón?
Respuestas
¿Demasiados anuncios?
Un sobrino de usar, basado en la física de explicación:
El cerebro y los nervios trabajo basado en impulsos eléctricos, que son pequeñas ráfagas de corriente eléctrica. La electricidad es lo que sucede cuando usted retire los electrones de un átomo o molécula y moverlos a otra cercana. En algunos materiales, como los metales o fuertemente ionizado líquidos, como la sangre, es fácil mover los electrones alrededor y hacer de flujo de la corriente eléctrica. En otros materiales, como el plástico o de caucho o de hueso, es más difícil hacer que los electrones se muevan.
Se necesita energía para hacer que un electrón se mueva lejos de un átomo. En los conductores, sólo se necesita un poco de energía; en los aisladores, se necesita una gran cantidad de energía. La cantidad de energía que se necesita para liberar un electrón se denomina la "función de trabajo" o la "energía de ionización," dependiendo exactamente lo que estás haciendo, y se mide en voltios. (Bueno, técnicamente es de electrón-voltios, pero que el compuesto de la palabra hace que la gente se instantáneamente dormido.) Si usted empuja el mismo número de electrones --- la misma corriente --- de nueve voltios de la batería, que hacer cerca de seis veces la cantidad de trabajo de un 1,5 voltios de la batería AA.
Si usted choca con un átomo con un poco de energía, pero no es suficiente para golpear a los electrones de forma totalmente gratuita, usted puede a veces hacer que los electrones alrededor del átomo de vibrar. Pero el átomo no puede vibrar de cualquier manera, sólo ciertas frecuencias. Si intentas dar un átomo de energía en una cantidad que no está permitido, el del átomo con los electrones simplemente lo ignoran. Es como encontrar una máquina expendedora que dice "trimestres sólo": si usted tiene los bolsillos llenos de monedas de diez centavos y monedas de un dólar, a continuación, demasiado malo para usted.
Nos ha tocado vivir en un mundo donde las energías de ionización para cosas son normalmente tres o cinco o diez voltios, y la excitación electrónica energías son por lo general uno o dos o tres voltios.
La luz es la forma en que las cargas eléctricas de intercambio de energía con cada uno de los otros. La luz viene en trozos, llamados "fotones", que cada uno lleva una cierta cantidad de energía. Resulta que la energía en cada bulto está directamente relacionado con su color: la luz violeta tiene más energía por cada bulto de color azul, azul más que el verde, verde de más de amarillo, de amarillo más que el rojo, y el rojo más que la luz infrarroja. Cuando visible de la luz golpea el pigmento de las proteínas en la retina, que hace que los electrones vibran; que pone en marcha la maquinaria para enviar un impulso eléctrico a su cerebro. Cuando ultravioleta de la luz llega a esas moléculas del pigmento se ioniza ellos, lo que hace que las moléculas de desmoronarse y pone en marcha un mecanismo diferente ("limpieza en el pasillo cuatro"). Y cuando infrarrojos, la luz llega a esas moléculas del pigmento, no tiene la energía suficiente para hacer las vibraciones electrónicas ir, por lo que obtendrá cero información acerca de la luz infrarroja: estás en la máquina expendedora, pero sólo con monedas de diez centavos. La luz Visible que los fotones de energías de alrededor de 1,8 voltios (rojo) a alrededor de 3 voltios (violeta).
Toda la historia es más complicada debido a las diferentes maneras en que una molécula puede vibrar dependen en gran sensibilidad en su forma, pero esa es la idea básica. Esta es también la razón por la luz ultravioleta es más peligrosa que la de la luz visible: además de romper moléculas del pigmento, fotones ultravioletas tienen suficiente energía para romper las moléculas de ADN.
La luz infrarroja puede hacer toda una molécula de vibrar, que es lo que llamamos calor. (Es más fácil hacer que un conjunto de moléculas vibran debido a que las moléculas son grandes y flácidos, mientras que los electrones se mantienen cerca de sus átomos en un corto, rígido correa.) El foso de las serpientes tienen una delicada membrana que parece detectar el calor radiante causando que el aire caliente fluya a través de un poro; se puede ver de inmediato que este termo-mecánico sentido es completamente diferente de la electro-óptico método que nosotros (y los ojos de las serpientes), para ver la luz visible.
Mark H
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2378
La radiación infrarroja es absorbida por el agua, tanto atmosférica de vapor de agua y agua líquida.
A continuación se muestra un gráfico de transmisión del agua en diversas longitudes de onda. Observe que alguna de las más grandes bandas están completamente ausentes. Esta luz no puede llegar a sus ojos, porque el aire absorbe.
También, nuestros ojos están llenos de agua. Esta agua también absorbe la radiación infrarroja antes de que llegue a nuestras retinas. A continuación se muestra un gráfico de la cantidad de luz que es absorbida por el agua líquida por longitud de onda.
Esta explicación también explica por qué no podemos ver la luz UV. Este es un gráfico de todas las longitudes de onda pudimos ver de frente lo mucho que puede ser transmitida a través del aire.
En esencia, nuestros ojos evolucionado para ver la luz visible, porque es la única luz que hay para ver.
AdrieanKhisbe
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Objetos calientes, como los seres humanos y animales de sangre caliente, emiten INFRARROJOS la radiación. Pocas criaturas han de IR de la visión, tales como las serpientes. Significativamente, las serpientes son de sangre fría. IR-visión sería ventajoso en una lucha para sobrevivir, para la mayoría de las criaturas; con IR-visión, podrían distinguir (caliente) de los seres vivos con el camuflaje de sus fondos y ver (caliente) que viven criaturas de la noche.
Podría haber muchos obstáculos a la evolución de INFRARROJOS de visión - se debe considerar la posibilidad de IR-ojos sensibles podría evolucionar en gradual, incremental ventajoso pasos. Sin embargo, dado que las serpientes tienen de INFRARROJOS de visión, cualquier obstáculo que se presente debe ser superables.
El gran problema, creo, es que los seres humanos son animales de sangre caliente. Eso significa que la cabeza detrás de los ojos y de los ojos (supongo que el ojo también a la temperatura del cuerpo), emiten INFRARROJOS la radiación. Este ruido de fondo puede hacer que sea imposible tener un útil IR-sensible de los ojos. Sería como tratar de leer un libro mientras alguien les encendió una antorcha brillante en sus ojos.
Podríamos haber sido capaces de conseguir alrededor de esto, por tener los ojos fuera de nuestros cuerpos, como un extraño antenas, por la evolución de un tipo de gafas que se transforma IR - a la luz visible en el frente de nuestros ojos, o tal vez sea algún tipo de blindaje detrás de la IR-las células sensibles. Creo que estas cosas son probablemente lo suficientemente "irreductiblemente complejo" que hacen muy difícil llegar por la evolución.
Esto podría ser un problema para el IR-radiaciones de determinadas longitudes de onda similar a la temperatura del cuerpo humano. Tal vez podríamos ver otros IR wavelenghts. Sin embargo, dado que la mayoría de los animales de sangre caliente son temperatura similar a los seres humanos, $\sim37^\circ$, no habría ninguna ventaja para ver esas longitudes de onda, por lo que no es de extrañar que no nos evolucionar esta adaptación.
no_choice99
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El ojo humano es, de hecho, no es capaz de sentir la dicha de la luz(*). La retina, que básicamente cubre más de la mitad de la pared interna del ojo tiene 3 diferentes tipos de conos (que son los fotorreceptores, es decir, las células que va a transmitir una señal eléctrica al nervio óptico si son excitados por la luz que puede sentir) que sólo son sensibles a la luz visible. La razón de por qué son sensibles sólo a la luz visible se encuentra en que los conos tienen un tamaño y proteínas que les hacen adecuados para aborb la luz visible y no sólo de la UV, infrarrojos y otros radiación EM de otras longitudes de onda.
La luz Visible corresponde a la porción del espectro electromagnético que van desde aproximadamente 400 nm (violeta) y 700 nm (rojo). Los infrarrojos en la otra parte corresponde a longitudes de onda greather de 700 nm y 1 mm.
(*) nota al margen: La historia real es un poco más complicado, al parecer, el ojo humano puede detectar un láser infrarrojo con un 1064 nm de longitud de onda de emisión, pero parece que el rojo ni el verde debido a algún proceso complicado ocurring en la retina.
Ivan Nevostruev
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Buscar en la tabla el Espectro de un cuerpo negro con una temperatura de nuestro Sol (aproximadamente 6000 grados Kelvin). Aquí hay un enlace a uno.
http://www.physics.usyd.edu.au/~sflammia/Courses/StatMech2014/advanced/2/blackbody.jpg
Desde mi entender, la razón por la que no se puede ver fuera del rango visible es que nuestros ojos evolucionado para que coincida con el espectro de nuestro sol. Así, por ejemplo, con los sistemas de energía solar con mucho más caliente de las estrellas, donde el pico del espectro de cuerpo negro está en el rango del ultravioleta, es concebible que la vida evoluciona en torno a una estrella es probable que vea en el rango ultravioleta.
