Нам представляется, что утверждение о том, что мы видим какой-то цвет потому, что фотоны такого цвета отражаются, а остальные поглощаются возникло в результате несовершенства теории света, и длительной длительности этого несовершенства. То есть, почему объект имеет какую-то расцветку, объяснить на основе имеющихся знаний оказалось затруднительно, и решили, что «пусть пока будет так». С одной стороны, пока на объект свет не падает, мы его и не видим, поэтому вполне логично, что отражение имеет место быть. С другой стороны, говорить об излучении фотонов определенного цвета, тоже как-то голословно, поскольку тот же лист никак на источник не тянет, то есть, опять отражение.
А рассказывать про поглощение всех фотонов, и выборочном их переизлучении, оказалось связанным со многими затруднениями. Впоследствии «пусть пока» –потерялось, осталось – «будет так». В смысле: «так и есть».
Почему оказалось затруднительно. В общем, излучение электроном в атоме (при переходе с одного энергетического уровня на другой) выглядит вполне пристойно. Но, если посмотреть на образование цвета, то получается следующая штука. (Мы пока вообще не будем рассматривать, то что отражается от предмета, рассматривали уже. Рассмотрим только то, что поглощается, и предположим, что оно не исчезает, а переизлучается обратно.)
Исходя из знаний про энергетические уровни, мы должны сделать вывод о том, что все три предмета состоят из разных атомов. Но определив, что из себя представляют наши объекты получаем следующую картинку
Определяющий атом оказывается одним и тем же, а на переизлученные фотоны оказывает влияние вся молекула. И тут уж про энергетические уровни как-то не логично. Ну какие тут уровни?
Правда, если из стереотипа наглядного изображения молекулы и решетки выйти, то есть, например, вместо жестких сцепок представить полевую структуру, то уже легче. Только не надо сразу же опять впадать в стереотип, и кричать про электромагнитные поля. Вдруг они другие?
Но, все равно, сложно. Где чей уровень? Куда, вообще, атом меди должен дернуться, чтоб чего-то излучить? И как будто ни кислород ни водород, ни углерод в процессе не участвуют. Впрочем, газ они – бесцветный. Зато, молекула может «поймать» много разных фотонов, и при этом их не «сбросить» сразу, пока предельная «сумма» не наберется.
А у нас есть еще сплошные спектры, связанные с температурой. То есть, и даже от молекулы не зависит какой фотон она излучит. Дурдом, одним словом.
Общим, во всем этом, можно отметить движение. Электрона между уровнями; атома вблизи своего положения в молекуле; молекулы в разогретой субстанции (Солнце).
Еще вспомним, так называемые, «спутники стокса». Мы считаем, что непосредственно в экспериментах Стокса, монохроматический свет, прошедший через оптически прозрачную среду без изменений, просто проскочил между молекулами этой среды. А вот фотоны, те, которые образовали более энергетичные спутники, чем пропускаемый свет, действительно столкнулись с уже несколько возбужденными атомами. И менее энергетичные спутники – это те фотоны, которые попали в невозбужденный атом и потеряли часть энергии на работу в этом атоме. Это мы к тому, что поглощение и излучение необязательно селективно. Тот же электрон в синхрофазотроне может излучать в самом широком диапазоне. Спектр окажется непрерывным. Другими словами, сплошной спектр получается при физическом процессе, который зависит от скорости (электронов, атомов, молекул). Если в наличии скорость, то имеется и импульс, который при торможении и остановке, по закону сохранения должен куда-то деваться. Он и девается в виде фотона.
Поскольку мы абсолютно ничего не понимаем в химии, то ничего нам не мешает предположить, что селективное излучение – это скорее химический процесс, и зависит уже не столько от скорости, сколько от расстановки сил в молекуле, и возможности ее небольшого изменения в процессе поглощения фотонов, или разогреве, с обратным восстановлением после переизлучения. (Не зря же фотопленку после воздействия на нее света от него усиленно прячут – специально, чтоб не произошло восстановление.)
Например, в зеленых растениях под действием света обязательно происходят химические изменения в молекулах хлорофилла. А если вспомнить тот же водород, с его сериями Лаймана, Бальмера и др, то пока мы верим в то, что спектры снимались от атомарного водорода, это выглядит вполне согласно принятому объяснению. Но, если вспомнить технические условия эксперимента, то водород там изначально молекулярный, потом его греют, чтоб получить атомарный. Атомарный водород довольно нестойкий, легко переходит обратно в молекулярный, поэтому мы там имеем смесь атомарного, молекулярного водорода, ионов и даже отдельных электронов. Каждый их них и может давать свою серию. И мы бы даже сказали, что «водородный» фотон (1.2*10^-7м) относящийся к серии Лаймана – фотон «молекулярный» (Н2), поскольку и поглощается легко, встречая на пути от звезд до наших спектрометров газовые облака. Вряд ли облака состоят из атомарного водорода.
В общем, не мешало бы хорошенько поизучать эти процессы, отрешившись от сложившихся установок. Так, как будто мы и не знаем ничего про это. Потому, что то, что твердо знаем – несколько нетвердо.
А мы в следующей статье попробуем составить табличку зависимости цвета не от длины волны, а от более логичных характеристик.