¿Cuántos átomos se necesitan para que percibamos el color?

Los átomos individualmente no tienen colores, pero cuando hay una gran colección de átomos vemos los objetos coloridos, lo que lleva a una pregunta: al menos, ¿cuántos átomos se requieren para que veamos el color?

¿Estás preguntando sobre la percepción del color por parte del ojo cuando la luz proviene directamente de una fuente?
Pregunta interesante, no tan clara, pero las respuestas a continuación muestran que vale la pena preguntar. Deberías preguntarte qué quieres decir con "color". El color no es una propiedad intrínseca de nada, es una propiedad visual, algo que sucede, un evento. En el caso que está señalando, no puede ignorar el factor de luz, "cuántos átomos" no es una condición suficiente para preguntar lo que está preguntando. Tenga en cuenta que los "átomos" (o moléculas) pueden emitir y/o reflejar luz.
¿Por qué dices que los átomos no tienen colores?
No creo que esa sea la pregunta, en realidad. Creo que se trata del hecho de que la mayoría de los materiales muestran colores que dependen de su estructura a escalas superiores al tamaño de un átomo . Puede mirar los espectros de átomos individuales, pero a menos que sean átomos de metal, probablemente no le dirá mucho.
arxiv.org/abs/1604.08020 dispersión de un solo fotón de un solo átomo.
En mi opinión, esta es una pregunta para el intercambio de pila de biología, no para el intercambio de pila de física, ya que se trata de la percepción del color.
Un solo átomo tiene color. Para un solo átomo de hidrógeno o similar al hidrógeno, su longitud de onda (color) obedece el principio de cuantificación de Bohr: norte λ = 2 π r . El color de los objetos se percibe por emisión o reflexión (dispersión) de fotones por sus átomos. Un solo átomo puede hacer eso. Aunque es posible que nuestros ojos no perciban un haz de luz con una sola intensidad de fotón.
@J.Manuel: Como ya han dicho otros, no debemos confundir la percepción humana del color con las propiedades intrínsecas de los átomos. Además, un solo átomo sometido a emisión fotónica solo puede emitir un fotón a la vez y, por lo tanto, no podemos decir que los fotones emitidos tengan un 'color' correspondiente al espectro de emisión del átomo. Por ejemplo, el color rosa de una lámpara de descarga de gas hidrógeno no corresponde a una sola longitud de onda, y necesitamos múltiples átomos que emitan fotones de diferentes longitudes de onda aproximadamente en el mismo lugar y tiempo para que podamos percibir el "color" general.
@J.Manuel: En teoría, puede ser posible bombardear un solo átomo con electrones lo suficientemente rápido como para hacer visible la luz emitida, pero no estoy seguro de si alguna vez se ha hecho antes.
@ user21820 Estoy totalmente de acuerdo contigo. Ese comentario no pretende ser una respuesta completa, por eso no lo puse como tal. Es solo un argumento de advertencia que informa al OP que no se puede afirmar categóricamente que "los átomos individualmente no tienen color". Dado que, si uno considera que para que una cosa tenga color, solo necesita enviar luz (fotones) a nuestros ojos (mediante algún tipo de proceso), entonces los átomos individualmente pueden hacer eso, incluso si ese color no es necesariamente uno. encontrado en un arcoiris

Respuestas (7)

Hay un par de problemas aquí.

  1. Un objeto rosado (#FF00FF) parece rosado no porque cada átomo sea rosado (no hay una longitud de onda de luz que el ojo humano común perciba como la misma rosa). Lo que sucede es que un objeto rosado está emitiendo (o reflejando) luz de múltiples longitudes de onda que ingresan al ojo y son detectadas y procesadas para permitirnos percibir su color como rosa, por lo tanto, un solo átomo no podría aparecernos como rosa en condiciones ordinarias porque no emitirá fotones del longitudes de onda apropiadas lo suficientemente rápido como para que no veamos ninguna oscilación sino un rosa constante.

  2. Incluso para los colores que corresponden a una sola longitud de onda de luz, necesitaríamos una cantidad significativa de átomos antes de que emita suficientes fotones para formar una distribución estadística estable de longitudes de onda (llamada espectro de emisión), que luego podemos percibir y comparar con los colores. que hemos experimentado anteriormente. Por supuesto, cuántos átomos se necesitan dependerá de la tasa de emisión, que es proporcional a la potencia de salida. Para la reflexión dependería en gran medida de la intensidad de la luz que incide sobre el objeto.

  3. Y, por supuesto, las moléculas, los complejos y las estructuras macromoleculares pueden tener espectros muy diferentes en comparación con sus átomos constituyentes individuales, porque los niveles de energía de los electrones cambian drásticamente cuando se forman (o rompen) enlaces. por ejemplo acuoso F mi 3 + es amarillo mientras que es acuoso F mi 2 + es verde, mientras que sólido F mi 2 O 3 es de color marrón rojizo.

  4. Solo alrededor del 10% de la luz que incide en el ojo llega a la retina. Incluso aquellos que golpean la retina pueden no ser detectados.

  5. Un ojo humano tiene receptores llamados conos y bastones. Por cierto, una barra puede responder a un solo fotón que golpea una molécula activa en ella, lo que finalmente desencadena un pulso eléctrico a lo largo del nervio óptico. En teoría, un cono también puede responder a un solo fotón , pero por la siguiente razón, un solo fotón nunca es suficiente para que veamos su 'color'.

  6. Cada cono absorbe fotones incidentes de diferentes frecuencias con diferentes probabilidades. Así es precisamente como podemos ver muchos colores usando solo 3 tipos de conos, porque la luz de diferentes longitudes de onda se puede distinguir por cuánto es absorbida por cada tipo de cono.

    ( https://en.wikipedia.org/wiki/File:1416_Color_Sensitivity.jpg )

    Pero dado que un fotón solo puede ser absorbido por un solo cono, también implica que la retina más el cerebro necesitan muchos fotones de la misma fuente antes de poder obtener una imagen estadística de la absorción por los 3 tipos de conos, que luego interpreta como un color. Esta es la razón principal por la que necesitamos miles de fotones de una fuente puntual antes de que podamos distinguir claramente su color del de otros objetos. Cuanto menor es la intensidad de la luz, más difícil nos resulta distinguir los colores. Y tenga en cuenta que percibimos la combinación de luz roja pura y luz verde pura (es decir, la combinación de luz de dos frecuencias diferentes) de la misma manera que percibimos la luz amarilla pura (de la frecuencia única apropiada), porque dan como resultado el mismo perfil de absorción para Los tres tipos de conos.

  7. Los bastones son mucho más densos que los conos, excepto en la fóvea , donde casi no hay bastones y, por lo tanto, se puede ver mejor alrededor del punto central en la oscuridad. En la fóvea, los conos sensibles al 'Azul' (conos S) también son más raros que los otros dos tipos con alrededor del 5%, mientras que los conos sensibles al 'Rojo' (conos L) suman alrededor del 50% al 75%.

El efecto neto es que necesita algo así como 100.000 fotones del mismo punto que inciden en su ojo antes de que pueda percibir su color con la precisión humana normal , incluso más para la luz azul.

Y finalmente está la dispersión de Rayleigh en la atmósfera de la Tierra, que dispersa la luz 'violeta' (longitud de onda de 400 nm) aproximadamente 7 veces más fuerte que la luz roja (longitud de onda de 650 nm).

La noción de una "imagen estadística" de la absorción de luz por los conos es muy buena. ¡Bien dicho!
Te pierdes un punto importante sobre la visión del color. La teoría de la tricromacia del siglo XIX no es suficiente para explicar la visión del color en detalle: el verdadero detector está en el cerebro. Incluso sin muchos conos S en la fóvea y después de la filtración azul, aún podemos ver claramente el azul en el centro del campo visual. Más importante aún, es posible ver el color azul en ausencia de luz azul, como lo demuestran los experimentos de Edwin Land en la década de 1950 (ver: millenuvole.org/f/Fotografia/Per-quali-ragioni-vediamo-i-colori/ … ). Si trabajamos con fuentes de luz en forma de puntos en la oscuridad...
...se aplican las reglas colorimétricas estándar, la tricromacia es totalmente válida. Así que aquí funciona.
@adrienlucca.wordpress.com: Sí, por eso tuve cuidado de no decir nada sobre la forma en que interpretamos el color, por lo que dije "retina más cerebro" en lugar de tratar de expandirme más. No importa cómo lo haga la retina más el cerebro, básicamente solo tienen los niveles de absorción estadísticos de los tres tipos de conos para inferir todo lo demás. De hecho, sabía de la constancia del color , que es lo que estás describiendo; ¡usted mismo puede probar las imágenes en el artículo de Wikipedia! ¡De todos modos, gracias por el enlace! =)
Deberías leer el artículo, te dejará boquiabierto. Land pudo reproducir todos los tonos con dos fuentes de luz monocromática amarilla ligeramente diferentes a 579 y 599 nm, es decir, sin estimulación de los conos S. Si tienes una explicación para esto, házmelo saber.
@adrienlucca.wordpress.com: Leí el artículo. Se explica por la constancia del color, que como decía se debe tanto a la retina como al cerebro. Básicamente, intentan identificar los colores relativamente, no absolutamente. 2 longitudes de onda son suficientes para distinguir relativamente los colores, pero no para identificarlos de forma absoluta. El hecho de que la imagen roja y blanca en el artículo de Wikipedia funcione bastante bien incluso usando canales RGB (lo que significa que no pueden distinguir #ff00ff de #ffff00, a diferencia del uso de proyecciones de 2 longitudes de onda) proporciona evidencia para esta afirmación de que percibimos datos relativos y no absolutos. diferencias de color
Excelente respuesta anterior. Hablé con mi hija graduada de la universidad, que por supuesto sabe más que yo y dijo que esto está relacionado con los animales que ven mejor en la oscuridad y no pueden discernir el color también. Esto tiene sentido para mí, ya que parece que la compensación de recibir más fotones con una cantidad similar de conos sería una menor capacidad para separar las longitudes de onda en el cerebro.
@JackR.Woods: En realidad, la capacidad de ver en la oscuridad tiene poco que ver con la visión del color. Por ejemplo, los gatos tienen una capa reflectante detrás de la retina llamada tapetum lucidum que aumenta la capacidad de ver en la oscuridad pero sacrifica el poder de resolución. Curiosamente, los tetracromáticos humanos pueden tener una mejor visión en la oscuridad que los humanos ordinarios (tricrómatas); ver este artículo
¿Es por eso también que tienes daltonismo rojo/verde? Noté que los espectros rojo y verde se superponen mucho, así que me imagino que distinguir entre rojo y verde es una tarea mucho más difícil que distinguirlos del azul.
@bob: La superposición no tiene nada que ver con el daltonismo rojo-verde , que tiene una serie de variantes que surgen de un gen defectuoso para el fotorreceptor rojo o verde. De hecho, el espectro de absorción similar para los fotorreceptores rojo y verde facilita la distinción de longitudes de onda en el rango rojo a verde. Esto se debe a que un cambio en la longitud de onda en ese rango da como resultado un cambio significativo y robusto en la respuesta relativa del fotorreceptor rojo o verde, es decir, la relación más débil/más fuerte cambia mucho.

Depende de lo que entiendas por "ver". En una rejilla de difracción , incluso un fotón caerá en la banda del "color" que le asigna su frecuencia/energía.

Se necesita un gran conjunto de fotones para "ver" la luz que describe la electrodinámica clásica. Puede tener una idea de cuántos fotones son necesarios para actuar como el electromagnetismo clásico, a partir de este experimento de doble rendija, un fotón a la vez :

dblsit fotón único

Grabación de una cámara de un solo fotón de fotones de una doble rendija iluminada por una luz láser muy débil. De izquierda a derecha: fotograma único, superposición de 200, 1'000 y 500'000 fotogramas.

El cuadro único tiene quizás 50 fotones; por 200 fotogramas, el patrón de interferencia comienza a aparecer. Entonces respondería que, por 10000 fotones, el color debería ser visible a través de la complicada óptica de la retina del ojo.

Editar después del voto negativo.

Tenga en cuenta que el título de la pregunta se editó drásticamente después de que respondí. Existe una respuesta con la percepción. Esto cubre la detección de fotones.

Creo que la pregunta es sobre la cantidad de átomos necesarios para producir suficientes fotones para estimular los conos en el ojo para producir la sensación de color. Las dificultades para responder a esta pregunta incluyen el hecho de que la mayoría de las fuentes tienden a no producir luz en una sola dirección y para registrar un color no primario es necesario que varios conos reciban fotones de la fuente.
Si son 50 (aprox.) fotones por fotograma, ¿no serían 10.000 fotones en la segunda imagen (luego 50.000 y luego 25.000.000)?
@Baldrickk Tiene razón, pensé que el primero a la izquierda tenía 200 cuadros :(. Lo editaré. Gracias
No está relacionado con el color, pero es interesante: una vez que los bastones de nuestros ojos se adaptan adecuadamente, ¡son sensibles a tan solo 6 fotones!

Para ver el color de una pieza de materia se requiere (1) una fuente de luz y (2) una pieza de materia. Tercer caso (3) los átomos mismos pueden ser la fuente de luz. Por lo tanto, su pregunta no está bien formulada. No verás ningún color si no hay luz.

Primero parece caer en la pregunta: ¿cuántos fotones se requieren en una determinada zona de la retina para producir un estímulo de color?

Para observar lo que estás pensando a simple vista en una habitación oscura, necesitas:

  • ya sea una pieza de materia que es lo suficientemente grande junto con un haz de luz que es lo suficientemente brillante

  • o una pieza de materia que emite suficiente luz por sí misma para ser notada y vista como si tuviera un color

Debe saber que sus resultados serán diferentes en una habitación oscura y bajo la luz del día:

  • en una habitación oscura, los puntos de luz que observará serán claramente visibles por encima de cierto umbral

  • a la luz del día, necesitará más luz, la luz circundante "derretirá" los estímulos

Si algún físico aquí puede calcular el poder en términos de fotones, así es como podría probar su pregunta:

Vaya a Photoshop y cree una imagen en negro, ahora dibuje algunos puntos de 1x1 píxeles y mire la imagen con un aumento del 100%:

1 pix puntos en Bk

(mira de cerca hay puntos rojos, verdes, azules, magenta)

Personalmente tengo una pantalla 4k de 15 pulgadas, por lo tanto, conociendo la resolución de la pantalla y la geometría de sus subpíxeles, es posible determinar el tamaño del punto. También puedes calcular el número de fotones emitidos por un punto si conoces el valor de cada color en términos de potencia radiométrica.

La cantidad de fotones que golpean su retina dependerá del tamaño del píxel, el color del píxel (el espectro de emisión del píxel con un color RGB dado) y su distancia a la pantalla.

Lo interesante aquí es que la respuesta que está buscando depende del color del píxel:

  • es casi imposible para mí ver los píxeles azules a menos que me acerque mucho a la pantalla

  • Lo mismo ocurre con los píxeles rojos y magenta, pero aún puedo verlos y su color a una distancia mayor (aproximadamente 2 veces más).

  • los píxeles verdes son mucho más brillantes (no porque emitan más fotones, sino porque mi retina es más sensible al verde), todavía puedo ver el punto a +- 8 veces la distancia, PERO, después de cierto umbral, solo veo un punto monocromático , no uno verde .

Ahora puede ver que la respuesta a su pregunta es más complicada de lo que está implícito en la forma en que la formuló.

Creo que la discrepancia de brillo verde/azul se debe en parte al hecho de que las varillas absorben con mayor fuerza cerca de la longitud de onda 'verde', como lo muestran las curvas de respuesta, y mi respuesta también explica por qué después de cierto punto ya no se puede distinguir el color. . (Consulte la curva obtenida experimentalmente en en.wikipedia.org/wiki/Luminosity_function ). Pero no estoy tan seguro de que un píxel 0000FF emita una intensidad de luz tan alta como un píxel FF0000. Creo que están calibrados para lograr el punto blanco, que no tiene nada que ver con la luminosidad real de los primarios.
@ user21820 Tiene razón, las potencias RGB están calibradas para el punto blanco de la pantalla, solo quería señalar el hecho de que la diferencia de sensibilidad es mayor que cualquier diferencia de potencia radiométrica entre los valores RGB típicos.
Sí, supongo que la razón principal es el perfil de absorción de la varilla, pero a menos que conozcamos las luminosidades reales de los píxeles de la pantalla, es difícil saber si también tiene un efecto significativo.
@ user21820 Las varillas se saturan muy rápidamente con la luz ambiental y, que yo sepa, en realidad no provocan la percepción del color. ¿La diferencia de brillo azul/verde no se explica simplemente por la gran diferencia en los números entre los conos M y S?
@ user21820 bueno... "explicado" es una GRAN palabra, pero digamos que la diferencia de brillo azul/verde está de acuerdo con la gran diferencia en los números entre los conos M y S.
@ user21820 Segunda parte de la "explicación": cada vez que la luz tiene una alta probabilidad de ser absorbida por los conos M, también tiene una alta probabilidad de ser absorbida por los conos L. Por lo tanto, la luz se ve más brillante. En los modelos de visión de color simplificados, la luminancia está codificada por la respuesta L+M... Nunca se puede aislar la respuesta L de la respuesta M, excepto alrededor de 700 nm (en realidad, las curvas de sensibilidad de color de wikipedia están truncadas, la sensibilidad L del cono llega hasta 830 nm )
El problema es que un sitio web afirma que la pequeña cantidad de conos azules se compensa con algún efecto de refuerzo, pero no cita ninguna fuente, por lo que no quería afirmar con demasiada confianza que los números son lo único que importa en relación con la percepción del brillo. De hecho, los números son mucho más diferentes de lo que parece sugerir mi percepción, por lo que creo que hay otros factores en juego. En cuanto al blanqueamiento de las varillas y la respuesta L+M que contribuye al brillo, sí, creo que puede tener razón, ya que la curva experimental parece estar en el medio de las curvas de absorción L y M.
@user21820 esta es una buena fuente: cvrl.org/pngimages/ssabance_5.png
Esa es una gráfica logarítmica del gráfico en mi respuesta, pero ¿cómo explica lo del brillo? Creo que su explicación es correcta en parte porque el artículo de Wikipedia menciona que la curva de brillo experimental cambia con el daltonismo de manera consistente con la proporción y los perfiles de absorción de los conos.
@ user21820 Lo sé, lo puse allí para mostrarle que la sensibilidad llega hasta 830 nm.
¡Vaya! ¡Eso es muy interesante! Lo siento, no lo noté antes. ¡Gracias!
Me he preguntado acerca de la visibilidad azul, especialmente cuando los desarrolladores desconsiderados tienen texto codificado como azul, que es muy difícil de ver contra un fondo negro normal. Sin embargo, los LED azules son muy visibles, y los coches de policía, las máquinas quitanieves, etc., han comenzado a usarlos para una alta visibilidad en lugar de (o además de) el rojo. Sin embargo, probablemente sea más una pregunta de biología.
@jamesqf La longitud de onda máxima de estos azules altamente visibles se encuentra entre 440 y 470 nm, y los LED azules emiten mucha luz, por eso los vemos bien. Además, el azul tiene un croma muy alto, por lo que incluso si no percibimos mucha diferencia de luminosidad, sí vemos diferencia de color.
@adrienlucca.wordpress.com: Razonable, pero luego tengo que preguntarme por qué el componente azul de una pantalla RGB es mucho menos visible. Es decir, si el texto (o líneas, etc.) se dibuja con azul (0,0,255), es casi imposible verlo, aunque un azul más claro, digamos (127,127,255), es fácilmente legible.
@jamesqf: Tengo otra hipótesis. Se sabe que es más difícil enfocar una fuente de luz azul que una roja o verde. Lo que no sabía era que esto no solo se debe a la aberración cromática; la fóvea no tiene conos 'azules' en el mismo centro ( reddit.com/r/askscience/comments/5220s8 ), y también se encuentra en una región pigmentada de amarillo llamada mácula (el pigmento absorbe la luz azul). Además, el cerebro también puede filtrar lo que cree que se debe a la aberración cromática. Esto puede explicar por qué encuentro que los 3 primarios en una pantalla RGB son igualmente brillantes en parches grandes [continuación]
[continuación] pero no cuando está en puntos solitarios como se muestra en esta publicación. (Bueno, el verde todavía parece un poco más brillante, pero no mucho). En cualquier caso, no podemos comparar entre #0000FF y #7F7FFF porque este último tiene el doble de potencia de salida. Pero para complicar aún más las cosas, hay un efecto extraño ( en.wikipedia.org/wiki/Helmholtz%E2%80%93Kohlrausch_effect ) que hace que los colores RGB no saturados parezcan menos brillantes que los saturados. En particular, #FF0000 y #00FF00 y #0000FF parecen más brillantes que #008080 y #800080 y #808000 y mucho más brillantes que #555555.
@jamesqf Todo depende del entorno. Su texto azul es fácil de leer en pantalla blanca, difícil de ver en bk. La relación de luminancia es mucho mayor en blanco...
@jamesqf lo mismo ocurre con el texto amarillo en la pantalla blanca...
@adrienlucca.wordpress.com: La legibilidad del azul sobre el blanco se debe al contraste, ¿quizás la luminancia es el término? Lo mismo con amarillo sobre blanco. Pero un rojo o verde RGB puro es bastante fácil de leer en cualquier fondo, aunque parecería que la luminancia debería ser la misma para R, G y B. Solo mirando alrededor, el enrutador y el cable módem en mi escritorio tienen azul, LED verdes y naranjas, y los azules ciertamente parecen más brillantes/más notorios que los demás. es un misterio para mi...
@jamesqf, la luminancia de los r, g, b "puros" de una pantalla srgb, realmente no es lo mismo. Aproximadamente 0,07 para azul por ejemplo. Muy cerca del Punto Negro. 0,83 para el amarillo, muy cerca del punto blanco. El azul, sin embargo, al ser casi no luminoso, es MUY colorido. Entonces, si emites la misma luminancia de verde y azul, el verde es mucho más 'blanquecino'. Verifique la iluminación de su LED azul en una habitación con luz blanca, verá solo la diferencia de tono, no de brillo, donde hay luz azul.

Cada tipo de átomo tiene un espectro de absorción/transmisión específico , al igual que cada tipo específico de molécula, por ejemplo, una molécula de agua que tiene dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno. El espectro es qué frecuencias/longitudes de onda de luz son emitidas o absorbidas por la molécula y cuánto de cada frecuencia/longitud de onda. Interpretamos diferentes frecuencias/longitudes de onda como diferentes colores.

Si puede estimular un solo átomo para que produzca suficiente luz lo suficientemente rápido, podrá ver el color (una mezcla de todas sus frecuencias de emisión). Entonces, la respuesta es que solo se necesita un solo átomo, en las condiciones adecuadas.

Cuando tienes más átomos, cada uno puede emitir menos fotones en promedio para dar la misma intensidad general. Existe la ventaja adicional de que los átomos se distribuyen en un área más amplia, lo que significa que se puede estimular más retina al mismo tiempo.

El resto de su pregunta es sobre biología, no física, es decir, ¿qué tan sensible es el ojo humano a la luz y cuánta luz se necesita para poder ver el color? Esta es la pregunta que todos los demás han respondido.

No es lo mismo un espectro de transmisión que un espectro de reflectancia. Su respuesta se aplica a la observación de la luz transmitida. Es posible que un átomo no se disperse en ciertos ángulos, en cuyo caso nunca verá un fotón si está parado en el lugar equivocado.
Como dice @jiggunjer. Hay transmisión, emisión y absorción. La luz incidente que no se absorbe se transmite. Los átomos estimulados o las estructuras moleculares pueden emitir luz, y los espectros de emisión y absorción tienen las mismas frecuencias (debido a los mismos niveles de energía de los orbitales electrónicos) pero diferentes intensidades ( en.wikipedia.org/wiki/… ).

El color es un fenómeno biológico/mental, no físico.

Esto está muy bien ilustrado por el color rosa, o el hecho de que la luz roja y la luz azul juntas forman una luz rosa:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Los colores primarios de la luz son rojo, verde y azul, no debido a la física, sino porque esas son las longitudes de onda a las que nuestros ojos son sensibles.

Las curvas de respuesta para cada color son algo amplias, como consecuencia de ello: si nos incide en los ojos luz amarilla estimula un poco los receptores rojos y un poco los verdes. Si nuestro ojo es estimulado por una luz roja mezclada con una luz verde, las señales que producen las células son indistinguibles de las amarillas. Así es como los monitores de computadora nos engañan haciéndonos creer que producen un espectro.

El rosa no es un color en la medida en que no existe una sola longitud de onda de luz que pueda etiquetar significativamente como "rosa": TIENE que ser una mezcla. La razón es que si tuviera una longitud de onda entre el rojo y el azul, no estimularía los receptores rojos y azules de la misma manera que la luz amarilla lo hace con los receptores rojos y verdes: la longitud de onda entre el rojo y el azul es simplemente verde. Percibimos el "color" rojo+azul no como una interpolación, sino como una alucinación no física completamente nueva de un "color" que en realidad no "existe" en el mundo real.

Como han señalado otros, los átomos individuales tienen un color. Estos dan los espectros característicos de las lámparas de neón, o los espectros de absorción de las capas exteriores de las estrellas. Cuando diferentes átomos están juntos en una mezcla, vemos su color general como una mezcla (marrón, tal vez). O, si los átomos están lo suficientemente cerca como para que sus funciones de onda se superpongan (es decir, tienen un enlace químico), entonces la longitud de onda característica de toda la colección podría cambiar (IIRC, esta es la razón por la cual ciertos metales como el oro tienen colores anómalos).

Básicamente, las longitudes de onda de la luz están todas en la naturaleza. En cuanto al color, es un producto de nuestra mente y nuestros ojos.

Gran respuesta; bueno para aclarar conceptos erroneos! Cualquier átomo u objeto tiene un espectro de longitudes de onda que absorbe/emite, lo que interactúa con nuestros ojos de una manera particular que hace que veamos algún color, no porque el color sea intrínseco al objeto, aunque el espectro sí lo es. Y algunos colores no se pueden percibir sin al menos dos longitudes de onda de luz diferentes.
"El rosa no es un color" esto es pura tontería. Por supuesto, el rosa es un color como el negro es un color, etc.
@adrienlucca.wordpress.com: Oh, no me di cuenta de eso; probablemente quiso decir "el rosa no es una longitud de onda", ya que su primer párrafo dice "el color rosa"... Spraff: ¡Sí, por favor modifique su respuesta!
Eso es magenta. Considero que el rosa es un rojo desturcado y es un color espectral. Estás hablando de "la línea púrpura", por lo que púrpura es un mejor nombre.
"Percibimos el 'color' rojo+azul no como una interpolación, sino como una alucinación no física completamente nueva de un 'color'". Claro, el rosa se puede hacer con luz de 440 y 700 nm, y requiere dos frecuencias. Pero el verde se puede hacer usando solo luz de 520 nm. Pero en el primer caso, se estimulan los conos rojos y azules; en este último, conos rojos y verdes. ¿Está afirmando que la estimulación roja y verde es de alguna manera más alucinante y menos física que la estimulación roja y azul? ¿En qué sentido objetivo se "supone" que las combinaciones de conos se refieren a longitudes de onda individuales?
Digo que hay una diferencia objetiva entre la estimulación del cono rojo+verde producida por una longitud de onda y la misma estimulación producida por una mezcla de longitudes de onda, y la última es una alucinación. (O más bien, más ). El caso de la luz verde que estimula los conos rojos y los conos verdes es, además, un tipo diferente de alucinación a la estimulación roja+azul, ya que ninguna longitud de onda única puede producir esta última y, por lo tanto, tiene que ser una alucinación . , mientras que se pueden producir varios tonos de verde mediante longitudes de onda puras o mezclas. Para rosa (y marrón, etc.) no existe tal opción.
Es una distinción cualitativa y subjetiva, pero el hecho mismo de eso muestra que no es una pregunta para la física, que es mi punto original.
Ignorando los detalles por un segundo, tenemos tres tipos de conos. Si dos espectros diferentes estimulan estos tres tipos de conos de manera equivalente, no hay forma física posible de que percibamos la diferencia; por lo tanto, podemos formar una teoría del color definiendo el color como la estimulación relativa de los conos. Ahora, parece que está diciendo que porque quiere definir el color como longitudes de onda, y las estimulaciones relativas de conos no funcionan de esa manera, que los conos físicos que se estimulan son un fenómeno alucinatorio. Eso no tiene ningún sentido para mí; tiene más sentido decir que estás comparando manzanas con naranjas.
De hecho, estamos hablando de procesos que ni siquiera ocurren en el cerebro; todo el interesante trabajo inicial con respecto a "rosa" versus "verde" se realiza en la retina. ¿Nuestra retina está alucinando?
Quiero señalar que la palabra "color" tiene un significado algo confuso, precisamente por las cosas que estás señalando. Llamo "color" a un fenómeno biológico/mental (literalmente, la primera línea de mi respuesta original) y observo que el color a veces corresponde a una sola longitud de onda de luz, a veces no, y hay efectos de superposición, ambigüedad y equivalencia a tener en cuenta. . Estás huyendo con un desliz en el lenguaje. Da un paso atrás.
"color" no tiene un significado confuso; simplemente tiene múltiples definiciones. Haga esto: "color 1. (óptica) longitud de onda 2. (colorimetría) clases de equivalencia de estimulaciones de cono 3. (psicología) ..." y la confusión desaparece. En su respuesta, comienza un párrafo diciendo que el rosa (3) no es un color (1), ya que no hay ningún color (1) que sea rosa (3). Por supuesto. Pero cuando explicas por qué, sugieres que amarillo(3) es un promedio(2) de rojo(1) y verde(1) ya que hay amarillo(1), pero como no hay rosa(1), alucinamos(3 ) eso. Eso es confusión, y no tiene nada que ver con cómo funciona color(2).

Creo que la pregunta está mal planteada. Incluso los átomos individuales pueden "tener un color" si define tener un color como la emisión de fotones con una cierta frecuencia. La pregunta debería ser más bien: ¿Cuántos de estos fotones por vez necesita absorber el ojo humano para percibir el color correspondiente? Sin embargo, esta es más una cuestión biológica que física.

En primer lugar, los átomos individuales tienen color; El color son diferentes longitudes de onda liberadas por el átomo cuando se excita . En segundo lugar, para ver el color se necesitan alrededor de 0,1 milímetros cuadrados de átomos porque así de pequeños se pueden ver a simple vista.

No necesita "ver" el objeto que emite los fotones, todo lo que necesita son suficientes fotones emitidos por el objeto que golpea la retina.
@Farcher: Estoy de acuerdo. Esta es la razón por la que una estrella que no podemos ver a simple vista puede ser visible como una supernova.
@Krumia: Precisamente. Esta respuesta es rotundamente incorrecta. El poder de resolución de un detector óptico (globo ocular u otro) no tiene nada que ver con la intensidad de los fotones incidentes (de una frecuencia dada) que se necesita para detectar una diferencia con la ausencia de luz.
Esta respuesta carece de lógica y realidad física: (1) El color no es "diferentes longitudes de onda", esto es una tontería. El color es una sensación. (2) 0,1 mm² no tiene significado visual, ¿puedes ver un objeto de 0,1 mm² a 10 km de distancia? Sí, si es MUY brillante...
El OP preguntó "¿cuántos átomos se requieren para que veamos el color?"; No cuántos fotones o qué tan brillante es; esta es una respuesta diferente para una pregunta diferente.
@Hammar lo sabemos, sin embargo, la pregunta en sí no tiene sentido, porque hay muchas combinaciones diferentes de "muchos átomos" que pueden ser visibles o no, coloridos o no.
@Farcher dame un ejemplo de una situación real en la que no ves el objeto que dirige (ya sea por emisión o reflexión) la luz hacia tu vista.
@adrienlucca.wordpress.com Entiendo a lo que te refieres, pero cuando un solo fotón golpea un receptor en la retina, no estarás "viendo" el objeto.
@Farcher, si un solo fotón golpea tu retina una vez, no verás nada. Si el flujo de fotones es lo suficientemente fuerte, verá la forma del emisor inmediatamente.
¿Cuántos átomos se necesitan para que percibamos el color?
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