Soweit ich weiß, enthält weißes Licht also Photonen aller Energieniveaus. Diese treffen auf ein Material, sagen wir Eisen. Die Photonen, die unterhalb des Energieniveaus liegen, um Elektronen zu bewegen, passieren einfach. Die anderen lenken die Elektronen auf eine andere Umlaufbahn ab, und wenn die Elektronen auf ihre ursprüngliche Umlaufbahn zurückkehren, emittieren sie ein Photon.
Ist das der Fall?
Wenn ja, kann ich verstehen, warum ein Material eine bestimmte Farbe zurückgibt. Dies sind die zurück emittierten Photonen. Aber was passiert mit den gerade passierten Photonen? Warum sehe ich die Komplementärfarbe nicht auf der anderen Seite des Bügeleisens? Liegt es daran, dass auch sie absorbiert werden und sich in Photonen auf Infrarotebene verwandeln? Wenn das so ist, wie?
Feste Materialien bestehen aus einer enormen Anzahl von Atomen, die in einem Gitter organisiert sind, dh die Atome sind in elektromagnetischen Energieniveaus aneinander gebunden und haben gemeinsam ein Oberflächenfeld, das mit den einfallenden Photonen interagieren kann.
Klassische Wellen haben Reflexion, wo die Farbzusammensetzung intakt ist, wie bei Spiegeln und glänzenden Oberflächen. Das bedeutet, dass die Photonen, die den klassischen Lichtstrahl aufbauen, ohne Frequenzänderung elastisch mit dem Oberflächengitterfeld streuen und somit die Farben im reflektierten Bild unverändert bleiben.
Auf nicht reflektierenden Oberflächen, also dort, wo klassisches Licht absorbiert wird, spielt die Farbwahrnehmung eine Rolle. Photonen, die unelastisch interagieren, entweder mit dem gesamten Gitter oder mit Partikeln, die aus verschiedenen winzigen Kristallen mit unterschiedlichen Orientierungen bestehen, werden entweder ihre gesamte Energie abgeben und die Gitterschwingungen erhöhen, oder nur wenige von ihnen, die auf die atomare Ebene vordringen, werden beim Anheben absorbiert atomaren Energieniveaus, (deren Entregung schließlich die Energie für Schwingungen des Gitters freisetzt, Wärme) .
Die von der Oberfläche reflektierte Farbe geht dann in die Farbwahrnehmung ein. .Abhängig vom Material geben die reflektierten Frequenzen an unsere Augen die Farbe, die unsere Netzhaut erkennt, wie im Link.
In transparenten Materialien können Photonen durch das gesamte Gitter gehen, elastisch mit ihm wechselwirken und somit die Frequenz nicht ändern. Bei nicht transparenten Materialien erfolgt die Absorption an der Oberfläche, unelastisch und nahe der Oberfläche, die sich schließlich in Infrarotphotonen umwandelt.
All dies ist qualitativ. Die klassische Theorie erklärt das Verhalten des Lichts gut und nur in speziellen Forschungsgebieten muss das Verhalten der einzelnen Photonen überprüft werden.
Die Photonen des sichtbaren Lichts passieren nicht. Die Energie, die nicht reemittiert wird, wird als Wärme absorbiert. Deshalb werden schwarze Oberflächen heißer als weiße Dienstleistungen.