Ist die Dunkelheit wirklich hell? Nein.

Aber nicht alles Licht ist für Ihre Augen sichtbar.

Sie können kein Infrarotlicht sehen, weil es so "rot" ist, dass Ihr Auge es nicht aufnehmen kann. Aber warme Objekte strahlen es aus, weshalb Infrarotkameras warme Objekte sehen.

Wenn Objekte wärmer werden, strahlen sie nicht nur mehr aus, sondern das Licht, das sie ausstrahlen, bewegt sich im Spektrum nach oben. Zuerst leuchten sie rot, dann leuchten sie leuchten gelb oder weiß (wie eine Glühbirne oder die Oberfläche der Sonne). Wenn sie noch heißer werden, werden sie bläulich (wie ein Blitz oder einige Sterne). Noch heißer und sie beginnen, UV-Strahlen und dann Röntgenstrahlen zu erzeugen

Das Licht, das wir sehen können, ist nur ein winziger Teil des gesamten elektromagnetischen Spektrums, von einfachen alten Radiowellen an einem Ende bis zu Gammastrahlen am anderen.

Das elektromagnetische Spektrum deckt einen weiten Wertebereich ab:

( Quelle)

Was wir sehen, ist sichtbares Licht (genau rechts von die Mitte der Seite), die ein sehr kleiner Abschnitt des Spektrums ist. Wenn die Lichtquelle im Infrarot hell emittiert, können unsere Augen sie nicht sehen. Betrachten Sie als Beispiel unsere eigene Milchstraßengalaxie:

( in voller Größe, Quelle)

Das Zentrum unserer Galaxie ist im Radio, im nahen Infrarot und bei Gammastrahlen sehr hell, was wir ohne spezielle Instrumente nicht erfassen können. Im optischen Band scheint das Zentrum der Galaxie große Flecken von fehlendem Material (die dunklen Flecken) zu haben, die mit Emissionen in anderen Wellenlängen "ausgefüllt" sind.

Ich denke, es ist am besten, mit einigen grundlegenden Fakten zu beginnen:

1. Licht besteht aus Photonen
2. Photonen haben eine Wellenlänge (und eine entsprechende Frequenz und Energie)
3. Unsere Augen erkennen Photonen innerhalb eines bestimmten Wellenlängenbereichs.
4. Materialien können Photonen unterschiedlicher Wellenlänge reflektieren, absorbieren oder emittieren.
ol>

" Folglich geben die meisten Objekte, die sichtbares Licht absorbieren, es als Wärme ab. Obwohl ein Objekt dunkel erscheint, ist es wahrscheinlich hell mit einer Frequenz, die Menschen nicht wahrnehmen können. "

Dieses Zitat beschreibt Was passiert, wenn ein Photon aus sichtbarem Licht auf ein Material trifft und absorbiert wird? Ein Elektron, das das Photon absorbiert, wird angeregt - was bedeutet, dass es sich in einen Zustand höherer Energie bewegt. Dann "fällt" es schließlich wieder in einen Zustand niedrigerer Energie zurück und emittiert dabei ein weiteres Photon. Dieses Photon hat typischerweise eine Wellenlänge, die länger ist als das ursprünglich absorbierte Photon, wodurch es außerhalb des Bereichs liegt, den wir mit unseren Augen erfassen können, und in den Bereich, den wir als Wärme fühlen können - den Infrarotbereich.

Bedeutet dies, dass Dunkelheit wirklich hell ist?

Um Ihre Frage zu beantworten, müssen wir mit einer soliden Definition von Dunkelheit beginnen. Ich mag "Dunkelheit ist die Abwesenheit von Licht".

Wenn Sie diese Definition verwenden, muss die Antwort "Nein, weil dunkle Objekte kein sichtbares Licht emittieren" sein.

Die Verwirrung kommt herein, wenn Sie anfangen, über die gesamte Bandbreite des Spektrums nachzudenken. Typischerweise denken wir an "Licht" allein als "sichtbares Licht". Aber alles Licht ist elektromagnetische Energie, die aus Photonen besteht. Und Photonen können einen breiten Wellenlängenbereich haben, von denen einige sichtbar sind und andere nicht.

Das Wikipedia-Zitat bezieht sich darauf. Sie biegen (oder erweitern vielleicht) die Definition von "Dunkelheit", um "keine Photonen emittieren" zu bedeuten. Da das Objekt Photonen im Infrarotbereich (oder Ultraviolett oder Radio oder etwas anderes als sichtbar) emittieren könnte, könnte man es in diesem Spektrum als "hell" bezeichnen.

Übrigens arbeitet Radar nach diesem Prinzip. Viele Objekte, die keine Photonen im sichtbaren Bereich reflektieren, reflektieren Photonen im Radiobereich sehr gut.

Die Antwort von Mike Dunlavey ist korrekt. Ich werde jedoch versuchen, weitere Informationen zum Thema hinzuzufügen.

Ihre Katze oder Ihr Hund können Dinge sehen, die für Sie aufgrund der UV-Erkennungsfähigkeit unsichtbar sind, a Python kann Dinge sehen, die für Sie aufgrund der Fähigkeit zur Infraroterkennung unsichtbar sind.

Die Katze, Python, Hund, höchstwahrscheinlich werden Sie sich fragen, warum wir nur Strahlen bestimmter Wellenlänge oder erkennen Frequenz? Warum können wir nicht sehen, was andere sehen?

Die Wellen unterschiedlicher Wellenlänge oder Frequenz werden auf unterschiedliche Weise erfasst. Zum Beispiel werden Infrarotwellen durch Thermopiles, Bolometer, Infrarot-Fotofilme erfasst. Die Pythons verwenden relativ dasselbe Prinzip, um diese Wellen zu erkennen und Bilder mithilfe von Pits zu erzeugen, bei denen es sich um wärmeempfindliche Kanäle handelt.

(Python-Bildnachweis: Wikipedia)

Der UV- oder sichtbare Lichtbereich wird mit Fotozellen und fotografischen Filmen erfasst. Relativ das gleiche Prinzip wird bei der Detektion von sichtbarem Licht unter Verwendung photochemischer Reaktionen bei einigen Tieren angewendet. In ähnlicher Weise beinhalten unterschiedliche Wellen unterschiedliche Erkennungswellen, die Tiere haben nicht alle Erkennungsrechte. Wenn Sie alle Privilegien hätten, können Sie sicher sehen, was Ihre Tiere sehen können.

Die einfache Antwort lautet, dass alle normale Materie elektromagnetische Strahlung durch Schwarzkörperstrahlung emittiert. In gewissem Sinne kann es also keine Dunkelheit geben.

Jede normale Materie mit überhaupt einer Energie (um den kleinsten Betrag über dem absoluten Nullpunkt) emittiert Schwarzkörperstrahlung. (Beginnen Sie hier http://en.wikipedia.org/wiki/Black-body_radiation und ich werde mehr erklären, wenn Sie interessiert sind). Perfekte Schwarzkörper (Emissionsgrad 1,0 bei allen Wellenlängen) emittieren tatsächlich das gesamte elektromagnetische Spektrum. "Dunkelheit" ist also bei Wellenlängen nicht perfekt.

Was ist mit grauen Körpern? Objekte, die keine perfekten schwarzen Körper sind, emittieren weniger Leistung als der theoretische Wert bei bestimmten Wellenlängen. Es ist also möglich, dass ein Objekt bei bestimmten Wellenlängen einen Emissionsgrad von 0,0 aufweist, wodurch es vom Schwarzkörper- "Gitter", das uns alle verbindet, "getrennt" wird. Damit ein Objekt jedoch einen Emissionsgrad von 0,0 hat, darf es keine Absorption (verlustfrei) aufweisen.

Was ist mit dunkler Materie? Das ist ein Rätsel. Ich war gerade bei Caltech und habe diese Frage einem Astronomen gestellt. Ich habe die Antwort bekommen, die ich erwartet hatte. Dunkle Materie wird vom "Gitter" des schwarzen Körpers "getrennt". Es emittiert keine Schwarzkörperstrahlung.

Also gibt es einen Ort, an dem Dunkelheit absolut ist? Wenn Sie sich in einer Kugel oder dunklen Materie befinden, gibt es überhaupt kein Licht. Ansonsten schießen überall um dich herum Photonen aller Arten von Energie!

Kann es auf der Erde absolut dunkel sein? Auf keinen Fall. Alle Objekte auf der Erde senden 9 - 12 um Infrarotlicht aus, da sie nahe an der Raumtemperatur liegen. Daher haben LWIR "Nachtsicht" - oder Wärmebildkameras ( http://www.flir.com/cvs/cores/view/?id=51221) viele 9 - 12 um Photonen zu sehen dunkelste Nacht.

Noch verlockender sind SWIR-Nachtsichtbrillen ( http://www.sensorsinc.com/nightvision.html). Die Atmosphäre leuchtet nachts im SWIR (1,5 - 2,0 um) und erzeugt eine Beleuchtung, die mit InSb-Kameras sichtbar ist. Diese ergeben Bilder, die viel realistischer aussehen als LWIR, da das Reflexionsvermögen im SWIR dem sichtbaren ähnlich (nicht identisch) ist.

Die Struktur des menschlichen Auges ist von Natur aus empfindlich. Wenn die Intensität des Lichts sehr gering ist, haben die Dinge keine Farbe. Die angepasste Sicht ist fast ausschließlich auf die Stäbe zurückzuführen und die Visionen sind helles Licht, das vollständig auf Zapfen zurückzuführen ist. Die bemerkenswerte Verschiebung zwischen Dunkel und Hell ist der Purkinje-Effekt. Stäbe übernehmen im Dunkeln und unsere Sicht ist nicht ganz so scharf, wenn wir auf eine Seite schauen, und die Anzahl der Zapfen nimmt ab, wenn wir weiter zur Seite der Ansicht gehen. Die gestrichelte Kurve repräsentiert die Empfindlichkeit des Auges im Dunkeln und die durchgezogene Kurve repräsentiert es im Licht. Die Empfindlichkeit des Lichts kann unter Verwendung des Chromatizitätsdiagramms verstanden werden

Ja, Objekte geben andere Wellenlängen elektromagnetischer Wellen wieder frei (Kategorie von Wellen, unter die Lichtwellen fallen). Aber obwohl wir diese Wellen nicht sehen können, heißt das nicht, dass es vollkommen dunkel ist. Es gibt em Wellen herum. Perfekte Dunkelheit ist, wenn keine dieser Wellen vorhanden ist. Natürlich werden wir niemals in der Lage sein, den Unterschied zwischen perfekter Dunkelheit und dem bloßen Fehlen von sichtbarem Licht mit unseren eigenen bloßen Augen zu unterscheiden ...

"Dunkelheit" ist subjektiv, es impliziert einfach einen Mangel an Wellenlängen der elektromagenten Strahlung, auch bekannt als Licht, die unsere Augen sehen können. Ab der längsten Wellenlänge, die unsere Augen wahrnehmen können, können wir rotes, orangefarbenes, gelbes, grünes, blaues, indigofarbenes und violettes Licht sehen. Alles, was eine Wellenlänge hat, die länger ist als wir Menschen, wird als "Infrarot" bezeichnet, und kürzere Wellenlängen sind "Ultraviolett", zu dem auch Dinge wie Röntgenstrahlen, Radiowellen und Gammastrahlung gehören.

Der Grund, warum wir Infrarot- oder Ultraviolettlicht nicht sehen zu können, ist eine Frage der Evolution, das heißt, es war kein großer Vorteil, diese Wellenlängen sehen zu können. Viele Vögel und Insekten können ultraviolettes Licht sehen, weil es ihnen hilft, Nahrung zu finden, und das Gleiche gilt für Schlangen, die das von warmer Beute abgegebene Infrarotlicht wahrnehmen können. Zum Beispiel haben viele Blumen Muster, die nur im ultravioletten Bereich sichtbar sind und Bienen zu ihrem Nektar und Pollen anziehen, und einige Greifvögel können ultraviolettes Licht sehen, das von den Urinspuren reflektiert wird, die Nagetiere hinterlassen, die über den Boden huschen. Es gibt sogar einige Menschen, die ein bisschen ultraviolettes Licht sehen können, aber es soll nicht viel für sie tun, außer dass die Farben im Sonnenlicht ein bisschen heller erscheinen.

Um Ihre Frage in Punktform zu beantworten:

• Licht existiert in vielen Wellenlängen, die wir nicht sehen können, aber diese Wellenlängen stellen keine „Dunkelheit“ dar.
• Etwas, das im Sichtbaren dunkel erscheint Licht gibt möglicherweise Licht in einer Wellenlänge ab, die wir nicht sehen können.
• Wahre Dunkelheit ist das Fehlen jeglichen Lichts, es kann nicht übertragen oder auf andere Weise bewegt werden.

Diese Antworten scheinen zu technisch. In Laienbegriffen. Dunkelheit und dass etwas "dunkel erscheint", sind zwei völlig verschiedene Dinge.

Beispiel: Wenn Sie in einen Schrank ohne Licht gehen, befinden Sie sich in der Dunkelheit. Aber Ihr Körper erzeugt immer noch Wärme. Diese Hitze könnte von bestimmten Instrumenten erfasst werden, die es Ihnen sogar ermöglichen würden, eine Art Schatten zu sehen, der Ihrem Körper ähnelt, wenn Sie die richtige Ausrüstung hätten.

Jetzt mehr bis zu dem Punkt, an dem es dunkel erscheint. Vergleichen Sie einen Golfball mit einem Hockey-Puck. Der Golfball uns normalerweise hell, wie weiß oder grün oder orange. Im Gegensatz dazu ist der Hockey-Puck schwarz und erscheint dunkel. Dies liegt daran, dass der helle Ball das meiste Licht reflektiert, während der schwarze Puck sichtbares Licht absorbiert. Wenn Sie beide für eine Weile in die Sonne legen, werden Sie verstehen, was es bedeutet, wenn Sie sagen: "Objekte, die sichtbares Licht absorbieren, geben es als Wärme ab." Der Hockey-Puck absorbiert den größten Teil des Lichts, das auf ihn trifft, während der weiße Golfball den größten Teil des Lichts reflektiert, das auf ihn trifft. Wenn Sie beide aufnehmen, fühlt sich der Hockey-Puck viel wärmer an als der Golfball.