سخر العلماء مبادئ تكنولوجيا النانو لالتقاط الضوء داخل غابة كثيفة من أنابيب الكربون الصغيرة - والنتيجة هي الأسود من الأسود
يعلم معظمنا أن اللون الأسود ليس لونًا حقيقيًا. المادة السوداء، أو "الطلاء" الأسود الذي نشتريه من المتجر، هي في الواقع مادة تمتص معظم الضوء الساقط عليها. وبالتالي فإن "الأسود المثالي" هو مادة تمتص كل الضوء الذي يضربها.
عمليا لا يوجد مثل هذه المادة، فجزء من الضوء ينعكس دائما. لا تعتمد نسبة الضوء المنعكس على نوع المادة فحسب، بل أيضًا على نسيجها. تعكس المادة الخشنة ضوءًا أقل من المادة الملساء: فكلما كانت المادة أكثر خشونة وأكثر مسامية، قلت نسبة الضوء المنعكس. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الضوء الذي ينعكس لأول مرة يضرب بشكل متكرر المادة السوداء المسامية، وبالتالي فإن فرصة انعكاسه مرة أخرى نحو أعيننا ضئيلة.
وتمكن فيزيائيون من معهد رينسيلار بوليتكنيك في الولايات المتحدة الأمريكية من تحطيم الرقم القياسي وصنعوا مادة تعكس 0.045% فقط من الضوء الذي يضربها، أي أقل بثلاث مرات من المادة الأكثر سوادًا المعروفة حتى الآن. سر نجاح الفيزيائيين هو استخدام الركيزة التي تم ربط أنابيب الكربون النانوية العمودية بها (انظر الصورة أعلاه)، ففوتون الضوء الذي يقع في "غابة" الأنابيب يكاد لا يستطيع الخروج منها. أنابيب الكربون النانوية هي شكل نظيف من الكربون تم اكتشافه في السنوات الأخيرة (انظر الشكل على اليمين). إن استخدام الكربون يجعل من الممكن الحصول على مادة خفيفة للغاية، وكثافة السطح هي فقط 0.01-0.02 جرام لكل متر مكعب.
ومن استخدامات المادة الجديدة: إعادة تعريف اللون الأسود للمصورين. اليوم، يعرف معهد المعايير الأمريكية اللون الأسود بأنه مادة تبلغ نسبة عائدها 1.5%. يمكن أيضًا استخدام المادة في أجهزة الكشف الفلكية التي ترغب في امتصاص الضوء المتناثر وفي الخلايا الكهروضوئية التي تحول ضوء الشمس إلى كهرباء.
تعليقات 17
لوس أنجلوس بن نير
فمشاهدة الشاشة مهما كان نوعها لن تعطي اللون الأسود النقي من الشاشة. لأنه سيكون هناك رجوع للضوء الخارج من الشاشة إلى جدران الغرفة والعودة إلى الشاشة مرة أخرى مما يقلل من شدة سواد الشاشة، لذلك يجب تغطية جدران الغرفة بالضوء - امتصاص اللون لتحييد الضوء العائد إلى الشاشة
وكذلك ارتداء الملابس التي تمتص الضوء أثناء المشاهدة. ثم نصبح مثل بؤبؤ العين.
أحاول مشاركة هذه الصفحة على فيسبوك ولكني أرى أنه لا توجد صورة ولا يوجد نص ملخص تحت العنوان... لقد حان الوقت لتنتقل بهذا الموقع إلى القرن الحادي والعشرين
استخدام آخر للون الأسود:
السيارة المطلية بهذا اللون - لن يكون من الممكن قياس سرعتها بواسطة عداد السرعة
كل مادة في الطبيعة، على حد علمنا ونظريًا، تمتص الإشعاع الكهرومغناطيسي. هذه هي الطريقة المقبولة للتفكير اليوم.
والآن، احصل على لغز عبارة عن تجربة فكرية.
لنفترض أن جزيء الكلوروفيل يمتص الضوء عند طول موجي معين، دعنا نسميه X، ويصدر الضوء عند طول موجي آخر، دعنا نسميه Y.
إذا أخذنا جزيءًا واحدًا من الكلوروفيل وقمنا بتسليط الضوء عليه عند الطول الموجي Y، فما الظل الذي سيشكله؟
مع شابات شالوم،
عامي بشار
رجل القش:
يحتوي الهواء أيضًا على معامل انكسار (منخفض جدًا) لأنه وسط (مادة) يسمح بمرور الأشعة الكهرومغناطيسية. الفرق كله في هذا الصدد بين الهواء والمحيط يكمن في كثافة المادة. على الأقل هذا ما أعتقده، إذا كان هناك في منطقة افتراضية في المحيط مياه صافية كما هو الحال في كوب ماء للشرب، فلن تتمكن من رؤية القاع لأنه أثناء مرور الأشعة في بعض الوسائط ، يتم امتصاصها وانبعاثها مراراً وتكراراً، لكن بهذه الطريقة ينتقل بعض الطاقة إلى المادة التي تمر من خلالها على شكل حرارة، وبالتالي في النهاية، من أعماق القاع لن تكون هناك أشعة تعود.
هذا هو مجرد تخمين:
المواد التي تعود؟ يجب أن تكون مرآة
مادة شفافة؟ هي مادة تسمح للأشعة بالمرور من خلالها، فكلما قل تكسر الشعاع، كلما كانت المادة أكثر شفافية (معامل انكسار منخفض).
واليوم أسأل نفسي: إذا كان المحيط مصنوعًا من سائل صافٍ ليس له معامل انكسار على الإطلاق، فهل سأتمكن من رؤية القاع؟
أنت السؤال الأول الذي طرحته لفهم ما إذا كان طيف امتصاص الجسم الأسود.
بالنسبة لميكي فإن المادة الشفافة تمتص الفوتون وتبعث على الفور فوتونًا جديدًا تمتصه الذرة التالية فيتقدم الفوتون حتى يخرج من المادة الشفافة، وبالتالي ينتقل الضوء بسرعة أبطأ في هذه المادة (الزمن من الامتصاص إلى انبعاث).
لا علاقة لها بعض الشيء ولكن ...
إذن هناك مادة تمتص معظم الضوء الساقط عليها، هناك مادة تعكس معظم الضوء الساقط عليها، كيف "تعمل" المادة الشفافة؟
لا علاقة لها بعض الشيء ولكن ...
إذن هناك مادة تمتص معظم الضوء الساقط عليها، هناك مادة تعكس معظم الضوء الساقط عليها، كيف "تعمل" المادة الشفافة؟
بالإضافة إلى 3
قم أيضًا بتغطية الشاشة ببطانية سميكة ولن ترى ذلك الثقب الأسود على الإطلاق.
من الأسهل أن تغمض عينيك
ويبنر، يبدو لي أنك مخطئ بعض الشيء، إذا كان يمتص الأشعة ذات الأطوال الموجية الأقصر من الأنبوب، فيمكنه منع الإشعاع الإشعاعي بشكل فعال...
إذا كان هناك أي شيء، فإن أعلى كمية من الطاقة النظرية التي يمكن للجسم امتصاصها هي طول الرابطة بين الكربون والكربون. والسؤال هو ما إذا كان الفوتون سيكون نشيطًا بما يكفي لكسر الرابطة، ومن ثم ستحصل على كتلة من الفحم أقل سوادًا قليلًا...
إلى الراعي
صحيح، بشكل عام يتم تحديد ذلك من خلال مستوى تباين الشاشة. لذلك، أحد الاعتبارات عند شراء شاشة هو مستوى التباين (أو نسبة التباين)، فكلما ارتفعت النسبة، كلما كان اللون الأسود الذي يظهر على الشاشة أقرب إلى اللون الأسود "الحقيقي" (كما تم تعريفه في المقالة) .
تجدر الإشارة إلى أن نسبة التباين ليست مقياسًا ثابتًا بين أنواع تكنولوجيا الشاشات المختلفة (أي بين شاشات الكريستال السائل والبلازما على سبيل المثال).
لذلك، ردًا على سؤالك، فإن الصورة الأكثر قتامة التي ستراها (كمرجع، المادة الجديدة التي طوروها) على شاشتك هي بالضبط اللون الأكثر سوادًا الذي يمكن أن تظهره شاشتك... (على افتراض أنك اتبعت تعليمات A. Ben-Ner)
الى حد، الى درجة
يبدو لي أن إجابة سؤالك تكمن في تعريف الجسم الأسود، فهو يمتص جميع الترددات. وإلا فإنه لا يسمى جسما أسود، بل جسما أخضر أو جسما أزرق. بالطبع، الإشارة هي إلى الموجات الكهرومغناطيسية في نطاق الضوء المرئي وربما أيضًا موجات أقصر (الأشعة السينية) وموجات أطول (الأشعة تحت الحمراء والراديو) ذات طول موجي صغير - يساوي الطول الموجي لأنابيب الكربون. لا أعتقد أن إشعاع الخلفية الكونية (على سبيل المثال) متضمن
وفي هذا التعريف يبلغ الطول الموجي حوالي 3 سم.
إلى الراعي
أعتقد أنك على حق. تعكس الشاشة بعض الضوء الساقط عليها. ولذلك فإن ما يجب عليك فعله هو كما يلي:
1. خفض سطوع إضاءة الشاشة قدر الإمكان.
2. إطفاء الأنوار في الغرفة وتغطية جميع النوافذ بالكثير من الأغطية الداكنة لمنع دخول الضوء.
3. حظا سعيدا.
إذا كانت هذه هي المادة الأكثر سوادًا في الوجود، فعندما أراها عبر شاشة الكمبيوتر، ألا أفقد "سوادها"؟ الشاشة أقل سواداً منها..
ما هي الترددات التي تستجيب لها الغابة؟