¿Por qué metales sólo resplandor rojo, amarillo y blanco y no a través de la gama completa del espectro?

Question

¿Por qué no metales brillo de rojo a amarillo, verde, azul, etc.? Por qué sólo la roja, la amarilla y la blanca? No todas las longitudes de onda se emite uno por uno a medida que la temperatura del metal aumenta?

Si algunos metales hacer brillan en diferentes colores, me podrían dar ejemplos de tales metales y la razón por la que esto sucede en casos específicos?

EDIT: Algunas personas están diciendo que esto es un duplicado de otra pregunta. Esa pregunta se refiere a la radiación de cuerpo negro en general y se centra en la mecánica cuántica aspecto de la emisión de material. Mi pregunta es más relevante para los metales que irradian y como las respuestas que han demostrado, no sólo implica el quantum comportamiento de los metales en la emisión de radiaciones, sino también de la percepción humana del color. Por lo tanto los dos hilos son diferentes y esto no es un duplicado.

Answer 1

La física de por qué el metal caliente brilla como un cuerpo negro ya ha sido completamente cubiertos en las respuestas anteriores. Sin embargo, con el fin de completamente de cerrar la brecha con la fisiología de la percepción del color (que ha sido aludido en algunas de las respuestas), vale la pena mostrar una imagen de el Planckian locus:

^{Parcela por PAR, de Wikimedia Commons}

Este es el conjunto de todos los colores un cuerpo negro puede tener, trazados en un el diagrama de cromaticidad. Se calcula mediante la combinación del cuerpo negro de emisión de la fórmula con la coincidencia de color de funciones, que son un modelo matemático de nuestra visión de los colores.

Este gráfico muestra claramente el camino de un cuerpo negro que va más cálidos: rojo → naranja → amarillo → blanco → azul. Ahora, uno puede pregunto por que coincidencia que golpea a la derecha en el blanco, en lugar de va ligeramente por encima (a través de los verdes) o por debajo (a través de la morados). Esa pregunta, sin embargo, es al revés. La buena pregunta ser "¿por Qué hemos elegido el nombre de "blanca" de un color de la Planckian locus". Esta es la cuestión de la definición de blanco, y no es sencillo.

En la jerga de los físicos, el nombre de blanco a menudo se utiliza para referirse a un "plano espectro", es decir, uno en el que la potencia por unidad de la frecuencia no dependen de la frecuencia. Al hablar sobre la realidad de los colores visibles, sin embargo, tiene un significado completamente diferente:

• Una superficie que se dice ser de color blanco si rebota casi todos los la luz visible que es derramada.
• La luz que se dice ser de color blanco si se parece a la luz normalmente viniendo de una superficie blanca.

De este modo, la noción de que mientras la luz mal definidos: la luz que viene a partir de una superficie blanca tiene el mismo espectro de la fuente luminosa (significado: fuente de luz) era iluminada. Entonces la luz de cualquier típico de luminosidad podría considerarse, en cierto sentido, para ser "blanco la luz".

En la práctica, en el ámbito de la ciencia del color, hay algunas tan conocidas "iluminante patrón", los cuales son considerados blancos. Más notablemente D65 y D55. Estos están destinados a la modelo a la luz natural. La elección de la luz del día como una fuente de luz de referencia es obvia, dado que nuestra especie ha evolucionado en un mundo donde la luz siempre ha sido el estándar de la luz de la fuente, y por lo tanto nuestro blanco natural de referencia.

El espectro de la luz varía con el clima y con la altura de el sol sobre el horizonte, pero nunca es demasiado lejos de un cuerpo negro el espectro. Lo que probablemente no es muy sorprendente, dado que el Sol en sí es un muy buen cuerpo negro.

Answer 2

Cuando los metales (o cualquier material) ponen muy calientes, emiten "la radiación del cuerpo negro". Es un nombre gracioso, porque aún "no negro" cuerpos emiten esta radiación térmica. Puede haber algunos (pequeños) desviaciones de la ley general debido a la emisividad de la superficie, pero no tanto como para que usted se daría cuenta.

La radiación del cuerpo negro no es una sola longitud de onda, es un amplio espectro dada por la ley de Planck. Me dio una serie de ejemplos de esto en la anterior respuesta. Me limitaré a reproducir una de las curvas a partir de allí:

Esto demuestra que la forma general de la emisión de la curva es siempre la misma, lo único que cambia es la posición del pico (que sigue a un 1/T ley conocida como la Ley de Desplazamiento de Wien), y el área bajo la curva, que aumenta con la cuarta potencia de la temperatura (ley de Stefan-Boltzmann).

Como ya he mencionado, en un "real" material puede haber algunos "baches" en el espectro debido a los cambios en la emisividad con la longitud de onda - pero a lo mejor de mi conocimiento, este no es suficiente para evitar la aparición de color rojo-amarillo-blanco como las cosas se ponen más calientes. Sin embargo, cuando las cosas se ponen muy calientes que podrían aparecen en azul. Sin embargo, en que la temperatura de la intensidad de la luz es tan grande (y con tanta UV y de menor longitud de onda de la luz) que yo recomendaría no tratando de buscar en la fuente. Pero usted puede ver que esta en el T=10000 arriba la curva, que tiene mucho más azul que el rojo de la luz en ella.

Answer 3

Cuando me refiero a un color, por ejemplo, la verde, yo una referencia a un rango de longitud de onda, que al entrar en el ojo son percibidos como una gama de colores dependiendo de la intensidad de cada una de las longitudes de onda dentro de ese rango por ejemplo de color verde amarillento, verde, verde azulado.

El espectro de emisión del cuerpo negro en un número de la temperatura se muestra a continuación.

Los colores que aparecen en el gráfico se ilustran los colores que nuestros ojos se perciben si se iluminan por la gama de longitudes de onda generada por un color en particular.

El cerebro interpreta la información de los receptores de color (conos) y percibir un color que a veces puede ser "inesperado".
Por ejemplo, una combinación de luz roja y verde el ojo percibe como amarillo.

A una temperatura de $3000 \, \rm K$ la gran mayoría de la luz visible que entra en el ojo es de color rojo y por lo que el objeto es visto de rojo.

A medida que la temperatura aumenta, hay más luz roja, pero también la luz naranja para que el color de los cambios de los objetos y de un rojo oscuro que se convierte en un mucho más brillante rojo.

A mayor temperatura hay un mayor rango de longitud de onda de cada estimular los conos y porque de esta gama, el color del objeto que se está moviendo hacia el blanco, no el individuo colores que son emitidos.
La elevación de la temperatura aún más lo que hace que las proporciones de los colores más o menos igual al objeto hace que el objeto parezca blanco.
A una temperatura aún mayor cuando es muy peligroso para buscar en el objeto caliente directamente porque los rayos de luz que se emite también, el blanco tiene una azulado ting.

Una varilla de metal se calienta en un horno de inducción muestra el cambio de colores muy bien.

Si desea ver una verde objeto caliente lo que usted necesita hacer es filtrar el rojo y azul de los extremos de la luz desde el objeto.

Answer 4

Todas las longitudes de onda están incluidos en lo que se llama "blanca", por lo tanto todas las longitudes de onda están ahí.

La evolución que está describiendo la evolución de la radiación del cuerpo negro como el calor es mayor.

Usted puede ver en el enlace que a medida que aumenta la temperatura la curva se desplaza a la izquierda, a menores frecuencias.

Cuando la temperatura de un radiador de cuerpo negro aumenta, el total de energía radiada aumenta el pico de la radiación curva se desplaza a longitudes de onda más cortas.

Aquí está el lado izquierdo de un radiador de cuerpo negro, que un metal caliente.

Backbody de radiación en el visible del espectro en 800, 850, 900, 950, 1000, 1050, 1100, 1150, 1200 y 1250 K.

A medida que la temperatura de la muestra aumenta , el espectro se mueve a la izquierda, y más y más energía que los fotones son liberados.

A medida que aumenta el calor , a la izquierda, más y más fotones en visible energías aparecen, primero el rojo, el amarillo, entonces, por el momento en que se alcanza una temperatura de color verde en el espectro que ya se ve "blanco", porque esa es la forma en que la percepción del color funciona en nuestros ojos. A partir de entonces es el blanco de nuestras percepciones.

el color de la mezcla

Las curvas son casi plana en este nivel de detección y a la temperatura del lugar donde el metal es incandescente , siendo el número de fotones emitidos es sesgada hacia el infrarrojo, siempre habrá más fotones a una frecuencia inferior a la siguiente banda del espectro, por lo tanto azul no puede dominar sobre el "blanco" de la sopa de nuestros ojos ven.

Answer 5

No todas las longitudes de onda se emite uno por uno a medida que la temperatura del metal aumenta?

De emisión de cuerpo negro puede ser extremadamente simplificada como "empezamos con el más bajo y, a continuación, añadimos más enérgico longitudes de onda a medida que la temperatura aumenta". Por eso, cuando llegamos al punto de que todo lo visible se añadió a la mezcla, los seres humanos perciben "blanco". Blanco es el espectro completo.

Así que va como:

• sólo rojo (percibimos rojo)
• el rojo y el verde (percibimos amarillo)
• rojo, verde y azul (percibimos blanco)

Si desea ver los azules y los verdes, tendría que dejar de emisión de los rojos en primer lugar. Y es que no se cómo funciona, mecánica cuántica explica por qué.

Por supuesto, esto es burda simplificación. Otras respuestas muestran que a medida que aumenta la temperatura, la emisión de la curva no sólo se hace más ancha (de lo que he descrito aquí), pero también se desplaza ligeramente hacia arriba (lo OP espera). Pero el primer efecto es grande, mientras que el otro es pequeño en comparación, por lo que la ampliación en blanco domina. Sólo con los mejores de la caliente (como las lámparas de arco), llegamos al punto donde comenzamos a percibir la luz como "ligeramente azulado".

Además, no hay necesidad de limitar a los metales. La única cosa acerca de los metales es que usted no puede conseguir realmente caliente. Que, accidentalmente, hace que el experimento de dejar sobre la derecha, donde el blanco es más bonito.