Почему объекты поглощают все цвета, но переизлучают только некоторые из них на уровне КМ?

Яблоко красное, потому что (как мне сказали) оно поглощает все цвета, кроме красного, который оно отражает. С точки зрения квантовой механики это можно перевести так: молекулы в его коже поглощают спектр длин волн, но спонтанно излучают другой спектр длин волн, в котором преобладает красный цвет.

Так почему же спектр поглощения должен отличаться от спектра испускания, если они оба исходят от электронных переходных уровней?

(Не стесняйтесь останавливать меня здесь, если мой вопрос не имеет смысла, я ничего не знаю об этом)

Я слышал ответ, что спектр поглощения содержит гораздо больше света, чем спектр излучения, потому что на первый влияют (например) тепловые флуктуации, тогда как последний более тесно ограничен электронными переходами.

Если это так, то разве ультрахолодное яблоко не должно перестать быть красным? Имеют ли ультрахолодные объекты цвета?

Думаю, что нет, так как теперь спектр поглощения = спектру излучения.

Ответы (2)

это будет означать: молекулы в его коже поглощают спектр длин волн, но спонтанно излучают другой спектр длин волн, в котором преобладает красный цвет.

Нет, отражение и излучение — отдельные процессы. Вместо этого вы могли бы сказать, что кожа поглощает спектр длин волн, но гораздо меньше красного. ЭМ энергия, которая не поглощена, отражается. Отражение не требует атомных или молекулярных электронных переходов.

Так почему же спектр поглощения должен отличаться от спектра испускания, если они оба исходят от электронных переходных уровней?

Этого не будет. Но яблоко не излучает (видимое) ЭМ-излучение, оно не фосфоресцирует и не флуоресцирует. Поглощенный видимый свет переизлучается в виде ИК. Яблоко должно светиться, чтобы показать видимую часть спектра излучения. (И молекулы, ответственные за отражение света с преобладанием красного цвета, не выдержат нагревания до такой температуры)


Так правильно ли сказать, что электронное облако яблока поглощает широкий спектр длин волн и переизлучает в основном красный цвет?

В своем ответе я пытался разделить процессы рассеяния/отражения и молекулярных электронных переходов (последний отвечает за спектр поглощения, который преимущественно удаляет некрасный свет). Таким образом, я бы сказал, что электронное облако поглощает широкий спектр длин волн (с большей эффективностью вдали от красного) и переизлучает в основном ИК.

Можно сказать, что «поглощение» происходит даже в случае рассеяния, но это не просто поглощение одним объектом, за которым следует излучение (и оно не создает спектра излучения). У меня нет опыта, чтобы описать этот процесс. Если это то, что вас интересует, вы можете задать этот конкретный вопрос (и указать, где отсутствуют подобные вопросы).

Что касается вашего первого пункта: отраженные электромагнитные волны каким-то образом рассеиваются. Квантово-механически, что происходит, если не электронные переходы?
Электронное облако материала взаимодействует с входящим светом, но это взаимодействие не приводит к электронным переходам в определенных атомах или молекулах. Возможно, см. physics.stackexchange.com/questions/34911/what-is-reflection
ссылка говорит, что один и тот же фотон «отскакивает от всех атомов одновременно». Так правильно ли сказать, что электронное облако яблока поглощает широкий спектр длин волн и переизлучает в основном красный цвет? (Другими словами — вы используете слово «отражать», ссылка использует слово «отскок», но что происходит квантово-механически?)

Прокомментировал бы, но мне не хватает репутации:

Небольшое замечание по поглощению и излучению: имейте в виду, что существуют и другие процессы, которые могут экспериментально влиять на эти спектры. Легированное эрбием волокно, накаченное на длине волны 980 нм, переводит электрон в более высокое состояние, из которого оно запускает (я думаю) фонон для релаксации в метастабильное состояние, в котором происходит спонтанное излучение на длине волны 1550 нм. Да, 1550 сам по себе будет просто поглощаться, но это все, что говорит о том, что в зависимости от проблемы, которую вы рассматриваете, вы можете увидеть различное поведение поглощения и излучения.