Könnte es ein Material geben, das die durch es gesehenen Farben invertiert?

Nein, nicht direkt

Die Natur des Lichts bedeutet, dass Sie seine Farbe nicht so einfach ändern können. Jede Farbe wird durch eine bestimmte Wellenlänge erzeugt, die eine zugehörige Energie hat. Es gibt Möglichkeiten, die Wellenlänge zu ändern, aber sie sind begrenzt. Zwei Fotos können kombiniert werden, um ein einzelnes Photon mit doppelter Energie zu erzeugen (so funktionieren die meisten grünen Laser), aber da die Energie der kürzesten Wellenlänge des sichtbaren Lichts knapp doppelt so hoch ist wie die Energie der längsten Wellenlänge, ist dies möglicherweise nicht der Fall auf jedem Licht im sichtbaren Spektrum vorgeformt und erhalten noch eine andere sichtbare Wellenlänge. Fluoreszenz kann eine Lichtfrequenz absorbieren und eine andere emittieren, aber typischerweise hat das emittierte Licht eine niedrigere Energie (es wird auch etwas energiereicheres Licht emittiert).

Das nächste Problem ist, dass "entgegengesetzte" Farben nur dadurch entstehen, wie das Gehirn Lichtsignale liest. Das Farbspektrum ist linear, Rot->Grün->Blau, Lila gibt es nicht, es ist einfach unsere Interpretation, Rot und Blau gleichzeitig zu sehen. Gegensätzliche Farben hängen von einer zirkulären Interpretation von Farben ab, die mit der grundlegenden Natur des Lichts in Konflikt steht.

Wenn Sie nun wollen, dass ein solches Wesen existiert, können Sie das tun, aber die Ergebnisse müssen indirekt erzielt werden. Die erste Möglichkeit, dies zu tun, besteht darin, dass die Kreatur mehrere Chemikalien ausscheidet und sie absichtlich basierend auf ihrer Umgebung auswählt. Die zweite Möglichkeit besteht darin, zu erkennen, dass eine große Menge Farbe von einer begrenzten Menge an Pigmenten (Chlorophyll, Eisenoxide, Kupferoxide) herrührt. Wenn die Kreatur eine Verbindung trägt, die als Reaktion auf die häufigeren Pigmente, mit denen sie in Kontakt kommt, verschiedene Pigmente bildet, könnte sie ihre Farben effektiv ändern. Diese zweite Option wäre schwer umzusetzen, da jede pigmentverändernde Chemikalie vermeiden müsste, mit den anderen pigmentverändernden Chemikalien zu reagieren.

Vor 25 Jahren hatte ich einen Freund beim Militär, der mir von einer Brille erzählte, die ihm ausgegeben wurde und die passive Technologie (Schichten aus verschiedenen Materialien) verwendete, um die Lichtfrequenz zu verschieben, sodass der Benutzer Bilder mit einer Grundfrequenz sehen konnte, die nicht t die ursprüngliche Frequenz (alles in Richtung der blauen Frequenz verschoben, soweit ich mich erinnere). Soweit ich weiß, erklärte er eine Technologie, die er nicht vollständig verstand. Das kommt dem, was Sie fragen, jedoch so nahe, wie ich mir vorstellen kann.

Das Invertieren von Frequenzen ist meiner Meinung nach unmöglich. Ich könnte mich irren, aber es bedeutet, dass Sie eine Schicht benötigen, die blaues Licht durchlässt, aber rot nach blau verschiebt, und dann eine weitere Schicht, die rotes Licht durchlässt, aber blau nach rot verschiebt.

Und schon haben Sie eine Unmöglichkeit, denn die Wirkung des ersten Filters wird durch den zweiten Filter immer umgekehrt. Es gibt keine Möglichkeit, dem zweiten Filter zu sagen: "Hier ist ungefiltertes Licht, berühren Sie nicht das Zeug, mit dem ich mich bereits befasst habe."

Um das Problem noch zu verschärfen, ist "Farbe" tatsächlich ein Bereich von Frequenzen. Sie "invertieren" nicht die Farbe, Sie verschieben die Wellenlänge (Frequenzen) nach oben und unten. Abgesehen davon, dass die "Inversion" einer Farbe für eine Farbe nach oben und für eine andere nach unten verschoben werden kann und dies möglicherweise nicht passiv vorhersagbar ist. Das heißt, es wird nicht einfach alles nach unten geschoben.

Abschluss

Es gibt und kann kein passives System geben, das die Farbe „invertiert“. Die Umkehrung einer Farbe ist mathematisch nicht objektiv, und wenn Sie mehrere Materialschichten ins Spiel bringen, machen niedrigere Filterebenen das rückgängig, was die oberen Filter bewirkt haben.

Dies ist nur mit einem aktiven System möglich. AKA, eine Kamera-Computer-Bildschirm-Lösung, die die Farben erkennt und sie für die Anzeige auf dem Bildschirm in Echtzeit invertiert.

Eine weitere Sache, dies ist eine dieser "Wenn ich die Antwort hätte, würde ich sie nicht hier posten, ich würde zum Patentamt rennen"-Fragen. Ich kann mich ganz sicher irren. Ich weiß nicht alles über Materialwissenschaft, Optik und Farbverschiebung. Aber ich kenne auch nichts auf dem Markt, das das kann – oder auch nur das, was ich von meinem alten Freund beschrieben habe. Daher ist es vernünftig zu glauben, dass eine so wertvolle Erfindung hier nicht veröffentlicht wird.

Farbwahrnehmung ist ein physiologisches Phänomen: Wir sehen Rot als das Negativ von Grün, weil wir einen bestimmten Mechanismus in unseren Augen haben, bei dem bestimmte Wellenlängen und andere nicht mit den Rezeptoren interagieren.

Bei einem Hund oder einer Biene wäre das anders.

Wenn Sie also die physiologische Wahrnehmung von Farbe verändern möchten, könnten Sie sich für eine fiktive psychedelische Substanz entscheiden, die, anstatt Synästhesie zu verursachen, die Neuronen durcheinander bringt, die Signale vom Sehnerv verarbeiten.

Ich denke viel darüber nach. Insbesondere eine Substanz, die ihre Farbe basierend auf den einfallenden Lichtstrahlen ändert. In diesem Fall wird es schwieriger, aber immer noch machbar. Auf geht's.

Beginnen Sie mit einem Protein, das in einer Flüssigkeit suspendiert ist. Diese Flüssigkeit wird von Ihrem Lebewesen ständig in einem hauchdünnen Film abgesondert. Das Protein wird durch Licht aktiviert, insbesondere durch das Licht, das von etwas reflektiert wird. Wenn Licht einer bestimmten Stärke oder Wellenlänge darauf trifft, verzerrt es das Protein und bewirkt, dass es sich anders faltet. Diese Faltung bringt es an das entgegengesetzte Ende des Spektrums des ursprünglich auftreffenden Lichts, und so wird das Licht, das davon abprallt, invertiert. Einfach, abgesehen von diesem Protein, das wahrscheinlich sehr schwer herzustellen wäre. Aber na ja, das ist die Bürde des Weltenbaus. Wenn die Proteinkonzentration hoch ist, können Sie mit einem sehr dünnen Flüssigkeitsfilm davonkommen, der gerade eine berührte Oberfläche bedeckt.

Ich denke, dass viele Leute durch die Art und Weise, wie wir künstliche Farben erleben, verwirrt waren – insbesondere als RGB/CYMK/XKCD/ welches Farbakronym Sie auch immer wollen . In Wirklichkeit ist es nur eine Wellenlänge.

Ja, das. Je kürzer die Wellenlänge, desto höher die Energie, desto mehr gehen die Farben in die entgegengesetzte Richtung zum Infrarotspektrum. Kurz gesagt, das könnte funktionieren, aber es könnte für die Leser ein bisschen gewichtig sein. Spaß haben!

Wie wäre es, wenn die Kreatur ein Protein hinterlässt, das mit der Farbe der Oberfläche reagiert und basierend darauf die Farbe ändert, wobei die Farbe zufällig die Umkehrung ist?

Dies löst das grundlegendste Problem von "kein einzelnes bekanntes Material", während gleichzeitig das Handwavium übersprungen wird. Es gibt bestimmte Seeschnecken, die bunte Rückstände hinterlassen, also sollte ein Schleim, der aus einem farbverändernden Protein besteht, das unterschiedlich auf verschiedene Oberflächen reagiert, oder vielen Proteinen, von denen nur eines auf jede Farbe reagiert, ausreichen.

Alternativ könnten Sie ein oder mehrere sehr instabile Proteine ​​verwenden, die sehr schnell auf reflektiertes Licht reagieren und die Farbe sehr schnell durch Denaturierung ändern, basierend auf der Wärme, die von dem Material absorbiert wird, auf dem es sich befindet.

EDIT: Als Referenz, hier sind ein paar:

Dies ist ein violetter mit violettem Schleim (er ist auch riesig):

Dies ist eine blaue Drachenschnecke, wenn sie nicht im Wasser ist, und Schleim hat die Möglichkeit, sich anzusammeln:

Hier ist normal als Referenz:

Leider gibt es im Wasser keine ihrer Schleimspuren (da es einfach weggespült wird), es sei denn, es handelt sich nur um bunte Schnecken mit buntem Schleim.

Hoffe das hilft!

Farbe ist eine Wahrnehmung. Um also das genaue Gegenteil im Farbraum zu treffen (Sie haben angegeben, dass nicht nur Farbe, sondern auch Leuchtkraft invertiert wird), muss sich die Kreatur als Reaktion auf die Farbwahrnehmung des Menschen (oder einer anderen wahrnehmenden Einheit) entwickelt haben oder die Effekt ist nur das verdammte Glück (oder ist es nur eine Annäherung und wird in der Nacherzählung ausgeschmückt?).

Die Kreatur ist in der Lage, sich perfekt zu tarnen (gegenüber einer bestimmten Raubtierart). Zu diesem Zweck hat es eine breite Palette von Chromatophoren, im Grunde matschige Pigmentsäckchen, die muskulös manipuliert werden können, um mehr oder weniger von sich selbst auf der Hautoberfläche zu präsentieren, und grobe Augen auf der ganzen Körperoberfläche.

Wenn sich die Kreatur bewegt, wiederholt sie ständig und autonom jede Farbe, die sie auf einer Seite auf der anderen Seite wahrnimmt, also etwas fortgeschrittener als ein Oktopus. Für Kommunikationszwecke oder Mimikry kann es auch seine Farbproduktion von der Eingabe durch die Augen der anderen Seite trennen, es kann zum Beispiel das genaue Gegenteil von jedem Punkt im Farbraum für maximale Sichtbarkeit erzeugen. Als zusätzlicher Trick kann es die Chromatophoren leicht öffnen und eine abgemessene Menge Pigment freisetzen, um „Nachbilder“ zu erzeugen, entweder um ein Raubtier zu täuschen oder um zu kommunizieren.

Es ist weder an trockenes Land noch an oxidierte Oberflächen oder etwas anderes, das für Ihre Umgebung einzigartig ist, gewöhnt, daher springen die Chromatophoren immer dann aus, wenn sie etwas berühren. Darüber hinaus löst die Berührungsempfindung den berührenden Teil der Haut aus, um das genaue Gegenteil der letzten Farben anzuzeigen, die vor der Berührung gesehen wurden. Es hinterlässt somit einen Abdruck, wie Sie ihn angegeben haben.

Zusätzlich zu den guten Antworten, wenn umgekehrtes Schwarz weiß und umgekehrtes Grün rot ist, tun Sie zwei Dinge: Helligkeit umkehren und Farbton umkehren , wodurch der Farbkreis um 180° gedreht wird.

Ich bin mir nicht sicher, wie Sie die Helligkeit physisch umkehren könnten, aber es ist am einfachsten. Sie könnten keine Helligkeit erzeugen , aber Sie könnten Licht absorbieren, wenn das Material reflektiert, und reflektieren, wenn das Material absorbiert.

Aber „auf dem Kreis drehen“ ist etwas anderes. Dieser Kreis basiert ausschließlich darauf, wie das menschliche Auge funktioniert, und Wellenlängen funktionieren nicht in einem kreisförmigen Muster, sie sind absolut linear. Sie müssten die Wellenlänge nach oben (oder unten) verschieben, außer wenn sie außerhalb des (menschlichen) sichtbaren Lichtspektrums liegt, melden Sie, um wie viel die Wellenlänge auf der anderen Seite des Spektrums verschoben wurde.

Wie JBH sagte, ist es mit einem aktiven System machbar, aber nicht mit einem passiven.

Ich bin mir nicht sicher, warum andere sagen, dass es nicht sein kann. Sie können zum Beispiel einen Filter machen, der blaues Licht herausfiltert und dahinter einen, der Rot zu Blau verschiebt oder was immer Sie wollen (je nachdem, ob Sie entgegengesetzte Farben im Spektrum, Komplementärfarben für unsere Augen oder etwas anderes meinen). Außerdem machst du einen, der rotes Licht herausfiltert, gefolgt von einem, der Blau nach Rot verschiebt. Mit etwas Leckage werden auch die mittleren Frequenzen (gelb und grün) umgeschaltet.

Dadurch verlieren Sie 50 % des Lichts, wechseln aber die Farben.

Wenn Sie Polarisationstricks hinzufügen, können Sie den Lumineszenzverlust möglicherweise tatsächlich bis zu einem gewissen Grad reduzieren ...

Es wird schwierig sein, ein Material herzustellen, das die Farben umkehrt, wenn Sie hindurchsehen, aber Ihre hypothetische Kreatur muss dies nicht tun. Der einfachste Weg, den ich mir vorstellen kann, wäre, dass die "Farbe", die die Kreatur hinterlässt, spezielle Chromatophoren oder farbverändernde Zellen enthält. Die Chromatophoren werden zunächst klar ausgeschieden, sie nehmen dann die Farbe des darunter liegenden Objekts wahr und wechseln dann plötzlich in die entgegengesetzte Farbe, dies ist notwendig, weil sie das zur Oberfläche durchdringende Licht modifizieren und verwirrt werden können, wenn die Änderung langsamer ist. Da tierische Chromatophore ihre Reflexionseigenschaften verändern, sollte es sicherlich möglich sein, von dunkel nach weiß zu wechseln.

Leicht möglich. Ich glaube, ich kann ein passives System beschreiben, das dies bewerkstelligen könnte.

Aber zuerst: Tut, tut. Umgekehrte Fußabdrücke auf Gras wären magenta (lila), nicht rot ! Farbtheorie zählt!

Betrachten Sie die drei folgenden hypothetischen fluoreszierenden Substanzen:

• Eine Rot absorbierende Substanz, die Cyan fluoresziert.
• Eine blau absorbierende Substanz, die gelb fluoresziert.
• Eine grün absorbierende Substanz, die magenta fluoresziert.

[Dies sind die "entgegengesetzten" Farben für das typische menschliche Auge aus Gründen der Biologie (nicht der Physik!). Lernen Sie sie, lieben Sie sie und machen Sie sich über jeden Kunstlehrer lustig, der versucht, etwas anderes zu unterrichten.]

Jede davon absorbiert und fluoresziert über einen Bereich, nicht nur über eine bestimmte Frequenz (Frequenzpaar für Magenta), die sorgfältig ausgewählt wurde, um dem menschlichen Auge zu entsprechen.

Jede der Substanzen nimmt das Licht auf einer Seite auf und strahlt es auf der anderen Seite aus. Wenn sie sich also auf einem grünen Blatt befinden und weißes Sonnenlicht einfällt, absorbieren sie weißes RGB-Licht und strahlen weißes CMY-Licht auf das Blatt. Das Blatt reflektiert hauptsächlich Grün (von der Gelb + Cyan-Überlappung), das nur von dem Magenta emittierenden Material absorbiert wird.

Der Gesamteffekt ist, dass, wenn diese drei Materialien zusammen auf ein grünes Ding gesprüht werden, es magenta leuchtet.

Auf diese Weise können Sie den Farbton des Farbrads ziemlich einfach umdrehen, ohne dass Sie irgendwelche kontextsensitiven Chemikalien benötigen.

Tetrachromaten , Farbenblinde und andere werden die Illusion nicht wirklich richtig sehen, aber sie werden sie auch nicht richtig sehen, egal wie man sie dreht. Ihre Augen funktionieren anders, sie haben nicht die gleichen Grundfarben.

Es besteht immer noch das Problem, dass auch die Helligkeit umgedreht werden muss.

Da das Obige auf einem Lichtpfad durch die drei Filter zum Blatt und wieder zurück beruht, haben wir diese Aufgabe viel einfacher gemacht, als ob es wahllos umkippt, es wird von hell nach dunkel und zurück wechseln, wenn das Licht durchgeht und zurück.

Was aber, wenn sich das Metamaterial polarisiert? Die Teilchen sind geladen. Sie richten sich nach Konsens aus: Jedes Teilchen richtet sich nach dem Durchschnitt seiner Nachbarn aus. Schnell tauchen Ähnlichkeitsflecken auf, und der ganze Pool rastet in einer einzigen Polarisierung ein, als würde man eine Handvoll kleiner Magnetperlen in eine Schüssel werfen.

Jetzt blockiert jedes Partikel alles „vertikal polarisierte“ Licht (wobei „vertikal“ definiert ist als die durchschnittliche Ausrichtung, auf die sich die Partikel lokal geeinigt haben).

Und jeder dreht die Polarität des Lichts, das ihn durchdringt, um einen Winkel von null bis 45 Grad, je nach Intensität des absorbierten Lichts.

Beim hellsten Licht tritt Licht in die Filterschicht ein, wird in seine umgekehrte Farbe gedreht und um 45 Grad gedreht, wird zurückreflektiert, wieder um 45 Grad gedreht und wurde so um 90 Grad gedreht und dringt nicht durch.

Im schwächsten Licht wird es um null Grad gedreht, wenn es hereinkommt, und auf dem Rückweg wieder um null.

Das sorgt dafür, dass es bei hellem Licht dunkler wird.

Aber was ist mit dem Leuchten im dunklen Licht?

Nun, das ist die Spezialität der Fluoreszenz!

Persönlich würde ich das "Abdunkeln bei hellem Licht" einfach überspringen (es ist ausdrücklich nicht Teil der Spezifikation, außer dass Weiß wahrscheinlich dunkel werden sollte. Scheiß drauf, lass Weiß einfach WEISSER werden!).

Lassen wir stattdessen unsere drei ursprünglichen Substanzen alle auch nicht sichtbare Wellenlängen wie UV und IR absorbieren und sie bei ihren gewählten Ausgangswellenlängen fluoreszieren.

Dann leuchten die Schritte immer im entgegengesetzten Farbton:

• schwarz -> hellgrau.
• weiß -> strahlend weiß.
• Braun/Beige/Hautton -> Blautöne.

Um herauszufinden, welche Farbe Sie sehen würden, gehen Sie zu Ihrem bevorzugten Bildbearbeitungsprogramm (oder Bildbearbeitungs-Website), kehren Sie den Farbton um (Schatten und Lichter sollten nicht umkehren, nur der Farbton!) und erhöhen Sie dann die Helligkeit ein wenig.

Es gibt mindestens vier physikalische Prozesse, die die Frequenz oder Farbe von Photonen verändern.

Bei der Szintillation thermalisieren Photonen mit höherer Frequenz (Energie) Elektronen, die das Licht mit einer niedrigeren Frequenz (Energie) remittieren. Funkeln könnte dafür verantwortlich sein, dass Blau zu Rot wird

Sowohl der Zeeman- als auch der Stark-Effekt verursachen eine optische Modulation und führen zu einer Ausbreitung der Spektren. Konzeptionell könnte dies dazu führen, dass Rot in Blau übergeht, aber diese Effekte sind normalerweise subtiler. Ich denke, sie könnten erklären, dass dunkles Grün hell wird und umgekehrt

Der letzte Prozess in meiner Liste von vier ist Absorption-Remission. Wenn Exzitonen (angeregte Ladungsträger) in einem metastabilen Zustand gefangen sind, können sie den angeregten Zustand nur durch Phononenemission verlassen. Wenn diese eingefangenen Exzitonen jedoch genügend Energie absorbieren, um ein Band im Leitungsband des Moleküls zu erreichen, können sie durch Emission eines Photons in den Valenzzustand zurückkehren. HeNe-Laser arbeiten nach diesem Prinzip. Wenn die Differenz zwischen dem metastabilen Zustand und einem Leitungsband roten Photonen entspricht und die Differenz zwischen Leitungs- und Valenzband blauen Photonen, dann würde dies bei einer Rot-zu-Blau-Umwandlung wahrgenommen werden.

Alle diese Prozesse mit Ausnahme der Szintillation hängen von magnetischen ( Zeeman-Effekt ) und elektrischen Feldern ( Stark-Effekt ) oder einer Energiequelle ab, die die Elektronen in metastabile Zustände (Absorption-Remission) pumpt, sodass sie nicht wirklich als passiv angesehen werden. Aber konzeptionell haben Sie es mit Schleim oder Schleim einer Kreatur zu tun, sodass ihr chemischer Abbau Energie liefern könnte, die diese Transformationen antreibt.