Цвет вещества

Две составляющие материи - поле и вещество - живут в тесной взаимосвязи друг с другом. С одной стороны, вещество является источником поля, с другой - поле воздействует на вещество с некоторой силой.

Одним из первых научных опытов, связанных с исследованием цвета и спектров, был опыт Исаака Ньютона, который пропустил солнечный свет через призму и получил спектр солнечного излучения.

Впоследствии выяснилось, что каждой узкой полоске этого спектра соответствует волна определенной длины волны. Таким образом, зрительное ощущение цвета связано с тем, что глаз по-разному реагирует на электромагнитные волны разной длины. Это объясняется устройством рецепторов сетчатки глаза человека.

Но почему то или иное вещество имеет определенный цвет?

Вещество и поле обладают таким общим качеством, как энергия. В процессе взаимодействия поля волны с веществом (точнее, с заряженными частицами, составляющими вещество) поле может отдать энергию веществу. В этом случае происходит поглощение электромагнитной волны. Противоположный процесс, когда вещество отдает энергию полю, называют излучением. Наконец, вещество может взаимодействовать с электромагнитной волной, изменяя ее, но не обмениваясь с ней энергией. К таким процессам относят отражение и преломление волны.

Цвет вещества зависит от того, какие процессы взаимодействия вещества и поля имеют место. Рассмотрим в качестве примера зеленый цвет листа растения. В темноте цвет листа не виден. Мы можем наблюдать свет, отраженный от листа растения, или свет, прошедший через лист (в обоих случаях зеленый). Цвет в этих случаях определяется тем, что вещество листа поглощает свет всех длин волн, кроме волны, соответствующей зеленому цвету. Белое тело абсолютно одинаково хорошо отражает все волны, ничего не поглощая. Напротив, абсолютно черное тело совершенно не отражает волны, поглощая все излучение. Некоторые вещества, например сажа, близки по свойствам к абсолютно черному телу.

Противоположный случай имеет место, когда вещество излучает свет без воздействия внешней электромагнитной волны. Например, газовая горелка излучает синий свет. Этот цвет обусловлен тем, что вещество в момент горения преимущественно излучает свет, соответствующий длине волны синего цвета.

Цвет отраженного от вещества и прошедшего через вещество света определяется способностью вещества по-разному поглощать свет различной длины волны.

Цвет вещества, излучающего электромагнитную волну без воздействия внешнего поля, определяется различной способностью этого вещества излучать электромагнитную волну того или иного диапазона. Таким образом, цвет является характеристикой вещества и процесса взаимодействия поля с веществом.

Читать далее