Wenn Licht auf ein festes Material trifft, wird es teils reflektiert, teils durchgelassen und teils absorbiert. Ich verstehe die Reflexion und den Durchgang, aber ich verstehe nicht, was passiert, wenn Licht absorbiert wird.
Angenommen, es gibt eine geschlossene Kiste. Sein Material ist dick genug, damit kein Licht entweichen kann. Wir setzen eine LED-Diode ein, deren Innenwiderstand Null ist (es gibt keinen Verlust als Wärmeenergie, die gesamte verbrauchte Energie wird als Licht abgegeben). Was sind die möglichen Steady-State-Szenarien, die passieren können?
Warum und wie einige Wellenlängen des Sonnenlichts schwarze Objekte aufheizen, während andere Wellenlängen dies nicht tun?
Warum und wie ziehen einige Lichtwellenlängen die äußersten Elektronen der Atome auf höhere Energieniveaus, während andere Wellenlängen keinen solchen Effekt haben? (Ich verstehe, dass die Energie eines Photons ausreichen muss, um ein Elektron auf ein höheres Energieniveau zu bringen, aber warum bringt es das Elektron nicht vorübergehend etwas höher auf das aktuelle Energieniveau und lässt es dann zurückkehren? Ich verstehe, dass ein Elektron dies nicht kann zwischen zwei Energieniveaus bleiben, weil das instabile Regionen sind; aber warum bleiben Elektronen dort nicht, selbst wenn es nur einen Augenblick dauert?)
Sicherlich hat Vinas recht. Die aufgenommene Energie wird in Wärmeenergie umgewandelt.
Das von Ihnen erwähnte Szenario mit der LED kommt dem Schwarzkörperproblem sehr nahe, das als „Ultraviolett-Katastrophe“ bekannt ist. Einen Wikipedia-Artikel dazu gibt es hier . Was in der von Ihnen beschriebenen Situation passiert, ist, dass die lichtdichte Box heißer wird. Die Wärme nimmt zu, bis die Wärme, die die Box aufgrund von Wärmeleitung, Konvektion und Strahlungseffekten verlässt, die von der LED emittierte Energie ausgleicht. Angesichts der typischen Leistung, die von einer LED benötigt wird, wäre der Temperaturgewinn minimal.
Für alle praktischen Zwecke erwärmen alle Wellenlängen des Sonnenlichts ein Objekt jeder Farbe. Die Wärmemenge, die durch auf ein Objekt einfallendes Licht erzeugt wird, hängt von den Materialeigenschaften ab. Einige Wellenlängen werden reflektiert, einige absorbiert und einige übertragen.
Wie Sie betonen, ist die zugehörige Energie des Photons wichtig, um zu bestimmen, welche Art von Wechselwirkung stattfinden wird. Ein Photon mit einer bestimmten Schwellenenergie kann ein gebundenes Elektron von einem Atom lösen, was den photoelektrischen Effekt verursacht. Ein Photon mit geringerer Energie kann immer noch weniger stark gebundene Elektronen freisetzen, was den Compton-Effekt verursacht. In diesem Fall läuft das Photon mit weniger Energie weiter. Wenn die Energie hoch genug ist, kann ein Photon eine Paarbildung verursachen und ein Elektron und ein Positron erzeugen.
Der Fall, über den Sie sich wundern, dass ein Photon Energie überträgt, aber kein Elektron freisetzt, tritt auf. Je nachdem, ob das Photon mit den Elektronen oder dem gesamten Atom wechselwirkt, nennt man den Vorgang Thompson- bzw. Raleigh-Streuung. Im ersten Fall kehrt das Elektron einfach auf das niedrigere Energieniveau zurück und emittiert erneut ein Photon derselben Energie; das Ergebnis ist effektiv ein elastisches Streuereignis. Im zweiten Fall emittiert das Atom ein Photon mit etwas weniger Energie im Wesentlichen in die ursprüngliche Richtung. Der Energieabfall der Photonen ist auf Impulsübertragung aufgrund von Rückstoßeffekten zurückzuführen.
es wird normalerweise in Wärme umgewandelt ... es sei denn, es prallt ab oder geht direkt durch.
Deshalb werden schwarze Sachen heißer als weiße Sachen.
Ich bin mir nicht sicher.
AdamRotwein
Mohit Kanwar