Warum können wir Infrarotlicht nicht sehen?
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Unsere Gehirne und Nerven arbeiten auf der Grundlage von elektrischen Impulsen, die wenig Stromausbrüche sind. Strom ist, was passiert, wenn Sie die Elektronen aus einem Atom oder Molekül entfernen und verschieben sie zu einem anderen in der Nähe. In einigen Materialien, wie Metalle oder stark ionisierte Flüssigkeiten wie Blut, ist es einfach, Elektronen herum zu bewegen und elektrischen Stromfluss. In anderen Materialien, wie Kunststoff oder Gummi oder Knochen, ist es schwieriger, die Elektronen bewegen. Es braucht Energie, um ein Elektron bewegenIn Leitern braucht es nur ein wenig Energie; in Isolatoren braucht es viel Energie. Wie viel Energie es braucht, um ein Elektron zu befreien, nennt man die "Arbeitsfunktion" oder die "Ionisationsenergie", je nachdem, was man tut, und wird in Volt gemessen. (Nun, technisch gesehen sind es Elektronenvolte, aber dieses zusammengesetzte Wort lässt die Menschen sofort einschlafen.) Wenn man dieselbe Anzahl Elektronen --- den gleichen Strom --- aus einer 9-Volt-Batterie drückt, macht man etwa das Sechsfache desWenn Sie ein Atom mit etwas Energie treffen, aber es ist nicht genug, um das Elektron völlig frei zu klopfen, können Sie manchmal die Elektronen rund um das Atom vibrieren. Aber das Atom kann nicht vibrieren keine alte Art und Weise: nur bestimmte Frequenzen sind erlaubt. Wenn Sie versuchen, eine Atomenergie in einer Menge, die nicht erlaubt ist, das Atom Elektronen einfach ignorieren Sie. Es ist wie die Suche nach einem Automaten, die sagt "vierteln nur": wenn Sie eine Tasche voller Dimes und DollarWir leben in einer Welt, in der Ionisationsenergien für Dinge typischerweise drei oder fünf oder zehn Volt sind, und elektronische Anregungsenergien sind typischerweise ein oder zwei oder drei Volt. Licht ist die Art und Weise, wie elektrische Ladungen Energie miteinander austauschen. Licht kommt in Klumpen, genannt „Photonen", die jeweils eine bestimmte Menge an Energie tragen. Es stellt sich heraus, dass die Energie in jedem Klumpen direkt mit seiner Farbe zusammenhängt: violettes Licht hat mehr Energie pro Klumpen als blau, blaumehr als grün, grün mehr als gelb, gelb mehr als rot und rot mehr als infrarot. Wenn sichtbares Licht die Pigmentproteine in der Netzhaut trifft, vibriert es die Elektronen; das setzt die Maschinerie in Bewegung, um einen elektrischen Impuls an Ihr Gehirn zu senden. Wenn ultraviolettes Licht auf diese Pigmentmoleküle trifft, ionisiert es sie, wodurch die Moleküle auseinanderfallen und einen anderen Mechanismus in Bewegung setzt ("Cleanup on aisle vier").Sie haben genug Energie, um die elektronischen Vibrationen gehen zu lassen, so erhalten Sie null Informationen über das Infrarotlicht: Sie sind am Automaten, aber nur mit Dimes. Sichtbare Lichtphotonen haben Energien von etwa 1,8 Volt (rot) bis etwa 3 Volt (violett). Die ganze Geschichte ist komplizierter als dies, weil die verschiedenen Möglichkeiten, wie ein Molekül vibrieren kann, sehr empfindlich von seiner Form abhängen, aber das ist die Grundidee. Deshalb ist ultraviolettes Licht auch gefährlicher als sichtbares Licht: zusätzlichum Pigmentmoleküle aufzulösen, haben ultraviolette Photonen genügend Energie, um DNA-Moleküle aufzulösen. Infrarotlicht kann ein ganzes Molekül vibrieren lassen, was wir Hitze nennen. (Es ist einfacher, ein ganzes Molekül vibrieren zu lassen, weil Moleküle groß und floppig sind, während die Elektronen in der Nähe ihrer Atome an einer kurzen, steifen Leine gehalten werden.) Die Grubenschlangen haben eine zarte Membran, die Strahlungswärme zu erkennen scheint, indem sie erwärmte Luft durch eine Pore fließen lassen; Sie können sofort sehen, dass diesThermomechanischer Sinn unterscheidet sich völlig von der elektro-optischen Methode, die wir (und die Augenschlangen) verwenden, um sichtbares Licht zu sehen.
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Danke, aber können Sie es kurz erklären und einfach bitte?
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Menschen sind nicht in der Lage, Infrarotlicht zu sehen, weil es eine längere Wellenlänge als sichtbares Licht hat und unsere Augen sind nicht empfindlich auf diese Wellenlänge. Infrarotlicht liegt außerhalb des Wellenlängenbereichs, den unsere Augen erkennen können. Um Infrarotlicht zu sehen, benötigen Sie eine spezielle Kamera, die diese Wellenlänge erkennen kann.
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