Los átomos individualmente no tienen colores, pero cuando hay una gran colección de átomos que ver los objetos de colores, lo que conduce a una pregunta: al menos cuántos átomos son necesarios para que podamos ver el color?
Respuestas
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TheHippo
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Hay un par de cuestiones aquí.
Una rosa (#FF00FF) objeto aparece de color rosa no porque cada átomo es de color rosa (no es la longitud de onda de la luz que se percibe a ser el mismo color de rosa por el ordinario del ojo humano. Lo que pasa es que una rosa objeto emite (o refleja) la luz de varias longitudes de onda que entran en el ojo y se detectan y procesan para que nos permiten percibir su color como el rosa. Un solo átomo, por lo tanto, no sería capaz de aparecer como rosa en condiciones normales, ya que no emiten fotones de longitudes de onda apropiada con la suficiente rapidez que vemos que no hay oscilación, sino una constante de la rosa.
Incluso para los colores que corresponden a una sola longitud de onda de la luz, que sería necesario un significativo número de átomos antes de que se emite suficiente de fotones para formar una estable de la distribución estadística de longitudes de onda (que se llama un espectro de emisión), a la que nos podemos percibir y comparar con los colores que hemos experimentado anteriormente. Cuántos átomos son necesarios, por supuesto, dependen de la tasa de emisión, que es proporcional a la potencia de salida. Para la reflexión dependerá en gran medida de la intensidad de la luz incidente sobre el objeto.
Y, por supuesto, las moléculas, los complejos y estructuras macromoleculares puede tener muy diferentes espectros de en comparación a su persona átomos que la constituyen, debido a que los niveles de energía para los electrones cambian drásticamente cuando los bonos se forman (o roto). Por ejemplo acuosa $Fe^{3+}$ es de color amarillo, mientras que acuoso $Fe^{2+}$ es verde, mientras que los sólidos $Fe_2O_3$ es de color rojizo-marrón.
Sólo el 10% de la luz que incide sobre el ojo en realidad lo hace a través de la retina. Incluso aquellos que golpean la retina no pueden ser detectados.
Un ojo humano tiene receptores llamados conos y varillas. Por cierto, una varilla puede realmente responder a un único fotón que incide en la molécula activa en ella, en última instancia, el desencadenamiento de un pulso eléctrico por el nervio óptico. Un cono es teóricamente capaz de responder a un único fotón , pero para la siguiente razón por la que un solo fotón, nunca es suficiente para nosotros para ver su "color".
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Cada cono absorbe el incidente de fotones de diferentes frecuencias con diferentes probabilidades. Este es, precisamente, cómo podemos ver muchos colores utilizando sólo 3 tipos de conos, porque la luz de diferentes longitudes de onda se pueden distinguir por lo mucho que son absorbidos por cada tipo de cono.
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(https://en.wikipedia.org/wiki/File:1416_Color_Sensitivity.jpg)Pero desde un fotón sólo puede ser absorbido por un solo cono, también implica que la retina más cerebro necesita muchos fotones de la misma fuente antes de que pueda obtener un panorama estadístico de la absorción por los 3 tipos de conos, que se interpreta como un color. Esta es la principal razón por la que necesitamos miles de fotones desde un punto de origen antes de que podamos distinguir claramente el color de la de otros objetos. La parte inferior de la intensidad de la luz, más difícil es para nosotros para distinguir los colores. Y tenga en cuenta que nosotros percibimos la combinación de rojo puro y la pura luz verde (es decir, la combinación de la luz de dos diferentes frecuencias) de la misma forma en que percibimos la pura luz amarilla (de la correspondiente frecuencia única), debido a que resultan en el mismo perfil de absorción para los tres tipos de conos.
Las barras son mucho más densos que los conos, excepto en la fóvea, donde casi no hay barras, y por lo tanto uno puede ver mejor todo el lugar central cuando en la oscuridad. En la fóvea, el 'Blue'sensibles a los conos (S conos) también son más raros que los otros dos tipos en torno al 5%, mientras que el 'Rojo'sensibles cucuruchos (conos L) número de alrededor del 50% al 75%.
El efecto neto es que se necesita algo como 100,000 fotones desde el mismo punto del incidente en su ojo antes de que usted pueda percibir su color en el ser humano normal exactitud, más aún por la luz azul.
Y, por último, hay dispersión de Rayleigh en la atmósfera de la Tierra, que desparrama 'violeta' luz (400 nm de longitud de onda) sobre $7$ veces tan fuerte como la luz roja (650nm de longitud de onda).
Fernando Briano
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3704
Depende de lo que quieres decir con "a ver". En una rejilla de difracción, incluso un fotón va a caer en la banda de los "de color" de su frecuencia y energía se le asigna.
Un gran conjunto de fotones, es necesaria para "ver" la luz, la cual es descrita por la electrodinámica clásica. Usted puede obtener una idea de cómo muchos fotones son necesarias para actuar como clásica, electromagnetismo, a partir de este experimento de doble rendija de un fotón en un momento:
De un solo fotón de grabación de la cámara de los fotones de una doble rendija iluminada por la débil luz de láser. De izquierda a derecha: marco único, la superposición de 200, 1'000 y 500'000 marcos.
El único marco tiene tal vez el 50 fotones; por 200 marcos, el patrón de interferencia empieza a aparecer. Así que yo diría que, por 10000 fotones, el color debe ser visible a través de la complicada óptica de la retina del ojo.
The_Vinz
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177
Para ver el color de una pieza de la materia requiere (1) una fuente de luz, y (2) un trozo de materia. Tercer caso (3) los átomos themsleves puede ser la fuente de luz. Su pregunta es, por tanto, no está bien formulada. Usted no verá ningún color si no hay luz.
Parece primeros en caer a la pregunta: ¿cuántos fotones son requeridos en una determinada zona de la retina para producir un estímulo de color?
Para observar lo que está pensando con el ojo desnudo en un cuarto oscuro, usted necesita :
ya sea un trozo de materia que es lo suficientemente grande junto con un haz de luz que es lo suficientemente brillante
o un pedazo de materia que emite luz suficiente por sí mismo para ser notado y visto como un color
Usted debe saber que sus resultados serán diferentes en una habitación a oscuras y bajo la luz del día:
en una habitación oscura, la luz de los puntos que se observará será claramente visible por encima de un cierto umbral
en la luz del día, usted necesitará más luz, la luz circundante "derretir" los estímulos
Si algún físico de aquí se puede calcular la potencia en términos de fotones, aquí es cómo usted podría poner a prueba tu pregunta :
Ir a Photoshop y crear una imagen en negro, ahora dibuje algunos de 1x1 píxeles puntos y mira la foto de una ampliación del 100%:
(mira de cerca, hay rojo, verde, azul, magenta puntos)
Personalmente tengo una de 15 pulgadas 4k pantalla, es posible por lo tanto, conocer la resolución de la pantalla y la geometría de sus subpíxeles, para determinar el tamaño de punto. También se puede calcular el número de fotones emitidos por un punto que sabe cada color del valor en términos de transferencia de energía.
El número de fotones que golpean tu retina dependerá del tamaño de píxel, el color del píxel (el espectro de emisión de los píxeles con un determinado color RGB), y su distancia a la pantalla.
Lo que es interesante aquí es que la respuesta que usted está buscando depende del color de los píxeles:
es casi imposible para mí ver el Azul píxeles menos que puedo llegar muy cerca de la pantalla
lo mismo es cierto con el rojo y el magenta píxeles, pero todavía puedo ver a ellos y su color en una mayor (alrededor de 2 veces más) de distancia.
los pixeles verdes son mucho más brillantes (no porque emiten más fotones, pero lo más probable es porque mi retina es más sensible al verde), todavía puedo ver el punto en +- 8 veces la distancia, PERO, después de un cierto umbral, yo sólo veo un monocromático punto, no verde .
Ahora usted puede ver que la respuesta a tu pregunta es más complicada que la implícita en la forma en que usted pidió.
Māris Kiseļovs
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319
El color es un biológicas/fenómeno mental, no física.
Esto está muy bien ilustrado por el color rosa, o, el hecho de que la luz roja y la luz azul en conjunto hacen de rosa de la luz:
Los colores primarios de la luz son el rojo, el verde y el azul, no porque la física, sino porque esas son las longitudes de onda que nuestros ojos pasan a ser sensibles.
Las curvas de respuesta para cada uno de los colores son algo anchos, como consecuencia de que: si el amarillo la luz incide en nuestros ojos estimula el rojo de los receptores de un bit y el verde de los receptores de un poco. Si nuestro ojo es estimulado por una luz roja mezclada con una luz verde, las señales producidas por las células son indistinguibles desde el amarillo. Esta es la forma en monitores de ordenador engañarnos y hacernos pensar que producen un espectro.
El rosa no es un color en la medida en que no hay una sola longitud de onda de la luz que usted puede de manera significativa la etiqueta de "color de rosa" ... esto TIENE que ser una mezcla. La razón es que si usted tuvo una longitud de onda de entre el rojo y el azul, no estimular el rojo y el azul, los receptores de la misma manera que la luz amarilla para el rojo y el verde de los receptores -- la longitud de onda de entre el rojo y el azul es simplemente verde. Percibimos el rojo+azul "de color" no como una interpolación, sino como un completamente nuevo, no de física de la alucinación de un "color" que en realidad no "existir" en el mundo real.
Como otros han señalado, los átomos individuales hacerlo en color. Estos dan los espectros característicos de lámparas de neón, o los espectros de absorción de las capas exteriores de las estrellas. Cuando los diferentes átomos se unen en una mezcla, vemos su color como una mezcla (brown, tal vez). O, si los átomos están lo suficientemente cerca para que sus wavefunctions se superponen (es decir, tienen un enlace químico), entonces la longitud de onda característica de toda la colección podría cambiar (si mal no recuerdo, esta es la razón por la que ciertos metales tales como el oro han colores anómalos).
Básicamente, las longitudes de onda de la luz son todo lo que hay en la naturaleza. Como el color, es un producto de nuestra mente y nuestros ojos.
senzacionale
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220
Cada tipo de átomo tiene una específica de absorción/transmisión de espectro, como lo hace cada tipo específico de molécula, por ejemplo, una molécula de agua, que es de dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno. El espectro es que las frecuencias o longitudes de onda de la luz obtener emitida o absorbida por la molécula y cuánto de cada frecuencia/longitud de onda. Interpretamos diferentes de las frecuencias o longitudes de onda como diferentes colores.
Si usted puede estimular un solo átomo para producir la suficiente cantidad de luz lo suficientemente rápido, usted sería capaz de ver el color (una mezcla de todas sus frecuencias de emisión). Así que la respuesta es un solo átomo es necesario, bajo las condiciones adecuadas.
Cuando usted tiene más átomos, cada uno puede emitir menos fotones, en promedio, para dar la misma intensidad total. Con la ventaja añadida de que los átomos se extiende sobre una amplia zona, lo que significa más de la retina pueden ser estimulados al mismo tiempo.
El resto de su pregunta es acerca de la biología, no física, es decir, cómo es sensible el ojo humano a la luz y la cantidad de luz necesaria para ser capaz de ver el color? Esta es la pregunta que todo el mundo ha respondido.
