Las cosas de color negro absorben la mayor parte de la luz visible. ¿Qué ‘color’ de material absorbe la mayor parte de la luz UV / infrarroja?

Lo que tú y yo llamamos color describe una cosa y una sola: la luz visible emitida o reflejada por un objeto.

El color no dice nada sobre lo que un objeto absorbe, emite o refleja en las longitudes de onda infrarroja, las ondas de radio, las ondas de rayos ultravioleta, las ondas de rayos X o rayos gamma.

Podemos describir un material como un buen absorbente de luz UV. O como un buen reflector de luz UV. Ese material puede ser negro, verde, morado, blanco o rosa para todos los que nos importa … sus propiedades de luz visible pueden o no estar correlacionadas con sus propiedades UV, pero generalmente son irrelevantes para los rayos UV.

También debo agregar que, aunque la luz visible significa mucho para los humanos por razones obvias, es una porción bastante delgada del espectro electromagnético. En términos musicales, ¡abarca menos de una octava completa! En contraste, la parte ultravioleta del espectro abarca más de cinco octavas, infrarrojo más de 10, rayos X, aproximadamente 10 y luego ondas de radio (con longitudes de onda arbitrariamente largas) y rayos gamma (con longitudes de onda arbitrariamente cortas) que abarcan un potencial Número infinito de octavas. (Y, por supuesto, los nombres que le dimos a diferentes partes del espectro y los límites entre ellos son construcciones enteramente humanas; la naturaleza no distingue entre, digamos, rayos X y rayos gamma en ningún sentido cualitativo).

Pero volvamos a la luz visible y la visión humana … Imagínese si su oído solo pudiera escuchar sonidos entre, por ejemplo, bajo-C y medio-C; y que el único tono entre el que pudiste distinguir fue, por ejemplo, el F-sharp. Sería una audición bastante pobre, ¿no? Pero así es exactamente como nuestros ojos perciben las frecuencias de las ondas electromagnéticas. Por supuesto, nuestros ojos pueden hacer algo que nuestros oídos no pueden: formar una imagen detallada de alta resolución. Aún así, es importante tener en cuenta la cantidad de espectro electromagnético que no vemos.

Siempre lo describí como negro en el infrarrojo o negro en el ultravioleta. Básicamente, negro significa que absorbe la radiación incidente. Como solo podemos ver la luz visible con nuestros ojos, llamamos algo negro si absorbe la luz visible. Si nuestros ojos de repente pudieran ver colores en los rayos UV e IR, inventaríamos nuevos nombres para ellos. Pero la ausencia de IR y la ausencia de UV aún se vería negra. El negro es realmente la ausencia de estimulación de nuestros sensores visuales.

No hay color en lo visible que garantice que algo será negro en el IR o UV.

Bueno, en principio no hay correlación allí. Un material que absorbe principalmente luz UV / infrarroja puede tener cualquier color visible, ya que la propiedad definitoria que especificó está fuera del espectro visible.

Dicho esto, tal vez hay algunos hechos en materia condensada que proporcionan una correlación.

Por ejemplo, en este gráfico puede ver el espectro de absorción para una serie de compuestos diferentes [1]. Como puede ver, TiO2, WO3 y TaON absorben principalmente en la banda UV, pero con respecto a la radiación visible, TiO2 no absorbe casi nada, por lo que esperaría que se vea blanco. TaON, por otro lado, absorbe algo en la primera mitad del espectro visible, por lo que podría verse más azul.

No conozco ningún argumento derivado de los primeros principios que me permita predecir el color que aparecerá una sustancia dada dado que absorbe mortalmente en la banda UV / infrarroja. Si estudias lo suficiente de cualquier sustancia en particular, obtendrás una comprensión de la física subyacente y podrás proporcionar una respuesta para esa sustancia en particular.

Puede haber una respuesta que se aplique a todas las sustancias, o al menos a un amplio tipo de sustancias (todos los cristales, por ejemplo, o todos los metales, etc. ). Pero desafortunadamente si existe, no lo sé.

Notas al pie

[1] Objetivos de investigación

El negro no es realmente un color, es la ausencia de color.

Cuando brillas una luz blanca sobre algo y se ve negro, es porque ha absorbido todos los colores y no refleja ningún color. Las cosas que se ven, digamos verde, significa que ha absorbido todos los colores excepto el verde que está reflejando.

Por lo tanto, es posible que en la zona infrarroja, UV, que son realmente colores más allá del rango de sensibilidad de nuestro ojo, que un objeto sea reflectante o absorbente. Todos se ven negros en esos colores porque nuestros ojos no tienen sensibilidad. Los sensores sensibles a los rayos UV e IR pueden determinar si realmente absorben o reflejan. Si absorben y no reflejan, entonces se puede decir que son negros para IR y UV.

  • Negro de nuevo! Pero las cosas de color negro para la luz visible podrían no ser negras para los rayos UV o IR.