سؤال محير - ما هو لون المرآة؟

إذا تم التعامل مع المرآة ككائن عادي، فإن سؤالاً مثيراً للاهتمام ينشأ: ما هو لون المرآة؟

قد يعتقد بعض الناس أن المرآة ليس لها لون. إنها أي لون تعكسه. يعتقد آخرون، أليست المرآة مجرد فضية؟ في الحياة اليومية يمكن للمرء أن يقول هذا، ولكن لكي نكون جادين، فإن أياً من هذين الجوابين ليس صحيحاً تماماً. لمعرفة "ما هو لون المرآة"، يجب أن نفهم أولاً ما هو اللون ومن أين يأتي.

الضوء مقابل اللون

نرى الأشياء لأن الضوء الذي تُطلقه يدخل أعيننا وينكسر و يُعرض على الشبكية عبر بنية مقلة العين. يتم تحويل إشارات الضوء إلى إشارات كهربائية بواسطة خلايا المستقبلات الضوئية، ثم تُنقل إلى الدماغ عبر العصب، وأخيراً تتم معالجتها وتصويرها بواسطة المركز البصري للدماغ. الألوان المختلفة التي نراها تتوافق في الواقع مع مجموعات مختلفة من الضوء المرئي ذات أطوال موجية مختلفة.

إن خلايا المخروط في الشبكية هي المسؤولة عن تحديد أطوال موجية مختلفة للضوء. معظم الناس لديهم ثلاثة أنواع مختلفة من خلايا المخروط، وهي حساسة للضوء الأزرق (طول موجي أقصر)، والضوء الأخضر (طول موجي متوسط)، والضوء الأحمر (طول موجي أطول). تتم معالجة مجموعة من شدات مختلفة من الإشارات الثلاث بواسطة الدماغ لإنشاء ثراء من الألوان.

ومع ذلك، فإن ما سبق هو الطريقة التي "يرى بها" الناس اللون، وليس الطريقة التي "يفهمون بها" اللون. عندما ترى جبالاً وأنهاراً جميلة، لست بحاجة إلى التفكير في "كمية الضوء الأزرق، وكمية الضوء الأخضر، وكمية الضوء الأحمر"، ولكن ستقول "الجبال البعيدة زرقاء رمادية، والنهر أخضر داكن".

يعكس هذا التعبير فهمنا للأبعاد الثلاثة للون: الصبغة، والتشبع، والقيمة. الفرق في الصبغة، مثل الأزرق والأخضر، يتوافق مع طول موجة الضوء الرئيسي؛ الفرق في التشبع، مثل الأزرق والأزرق الرمادي، يتوافق مع تعقيد الضوء؛ الفرق في الإضاءة، مثل الأخضر الفاتح والأخضر الداكن، يتوافق مع سعة الموجات الضوئية.

(مصدر الصورة: Sharkd / Wikimedia Commons)

قد تجد أنه لا يوجد ضوء أبيض في الطيف المرئي. الأبيض ليس صبغة، لكن الأبيض يمكن أن يكون لوناً. بعد مزج مجموعة متنوعة من الألوان ذات الكثافة الكافية، يتم تشكيل لون بدون صبغة بارزة، وتشبع منخفض، وإضاءة عالية. في أدمغتنا، هو أبيض. ضوء الشمس نوع من الضوء الأبيض، والذي يحتوي على جميع أطوال موجات الضوء في الطيف المرئي.

عندما يُشع جسم ما بضوء أبيض، فإنه سيُمتص بعض أطوال موجات الضوء ويعكس بعض أطوال موجات الضوء. لون هذا الضوء المنعكس هو ما نسميه عادةً بلون الجسم. لماذا يجب أن نؤكد على "في ضوء أبيض"؟

تخيل سيناريو متطرفاً: هناك سيارة زرقاء يمكنها امتصاص جميع أطوال موجات الضوء باستثناء الأزرق. وهي متوقفة تحت مصباح الشارع الوحيد الذي يصدر ضوءاً أحمر. سيتم امتصاص الضوء من مصباح الشارع تماماً بواسطة جسم السيارة، بحيث تبدو السيارة سوداء. وبالتالي، فإن اللون ليس خاصية جوهرية لجسم ما. لكننا ما زلنا نقول "هناك سيارة زرقاء متوقفة هناك"، لأن ما نقوله عادةً عن لون الجسم هو بالنسبة للضوء الأبيض.

من غير الواقعي الحديث عن لون الجسم بمعزل عن ظروف الإضاءة. عندما يسأل الناس عن "اللون الأصلي" لفستان، فإنهم يسألون عن لون الفستان في ضوء أبيض. (مصدر الصورة: ويكيبيديا)

بالعودة إلى سؤال "ما هو لون المرآة"، تعكس المرايا الزجاجية المطلية بالألومنيوم أو الفضة الشائعة تقريباً كل الضوء. عندما يضيء ضوء أبيض على مرآة، يكون الضوء المنعكس أبيض بشكل طبيعي. لذلك، يمكننا القول أن المرايا بيضاء. والسبب في أن "المرآة هي أي لون تعكسه" ليس جواباً جيداً هو أنه يتجاهل حقيقة أننا نناقش عادةً لون الأشياء في سياق الضوء الأبيض.

ومع ذلك، فإن إجابة "الأبيض" ليست مثالية. الضوء المنعكس للألومنيوم المعدني أو الفضة المستخدمة في صنع المرآة ليس له انحراف لون معين. لكن لا تنسَ أن هذه الطبقة المعدنية تسبقها طبقة من الزجاج، وأن الزجاج السيليكوني المستخدم عادةً لديه أضعف قدرة على امتصاص الضوء الأخضر. وجدت دراسة فيزيائية في عام 2004 أن أقصى طيف انعكاس للمرآة يتراوح بين 495 و 570 نانومتر، وهو ما يعادل اللون الأخضر. بعبارة أخرى، المرآة بيضاء مع القليل من الأخضر.

عادةً ما يكون من الصعب اكتشاف هذه النغمة الخضراء، ولكن عندما نضع المرآتين متقابلتين ونترك الضوء ينعكس بينهما، ستصبح هذه النغمة الخضراء واضحة. يُطلق على هذا الجهاز اسم "نفق المرآة" أو "المرآة اللانهائية". في الموضع الأعمق من نفق المرآة، يمكن رؤية أن اللون أغمق وأكثر اخضراراً.

لون المعدن

أنا متأكد من أن هناك أشخاصاً لا يستطيعون قبول إجابة "المرايا بيضاء (مع صبغة خضراء)". (في الواقع، لا أستطيع قبولها حقاً أيضاً.) قد تفكر: تبدو المرآة مختلفة تماماً عن جدار أبيض أو قطعة ورق بيضاء. أليست المرايا فضية؟

لنلقِ نظرة على ماهية "الفضة". يوجد اسم "الفضة" في بعض مخططات الألوان القياسية، مثل #c0c0c0   في مخطط ألوان الويب.

أليس هو اللون الفضي الذي كنت تعتقد أنه سيكون؟ هل يبدو وكأنه رمادي فحسب؟ ماذا عن هذا:

لديها مظهر فضي قليلاً الآن. لكنني لم أغير قيمة اللون، لقد أضفت فقط تأثير تدرج. كما ترون، ما نسميه "الفضة" في الحياة ليس "لوناً" حقيقياً، بل حالة بيضاء رمادية ذات لمسة لامعة. وينطبق الشيء نفسه على الألوان المعدنية مثل الذهب.

الفرق في التأثير البصري بين مرآة "بيضاء" وورقة بيضاء أو جدار هو ببساطة بسبب أنماط الانعكاس المختلفة. لون "الفضة" للمرآة ليس "لوناً" خاصاً على عكس الأبيض، بل يشير إلى اللمعان المعدني لانعكاس المرآة.

يؤدي الضوء المرئي، كموجة كهرومغناطيسية، إلى اهتزاز البلازما بالقرب من سطح المعدن عندما يصطدم به. وبالتالي، ستنتج البلازما موجة كهرومغناطيسية أخرى تكون عكس الموجة الساقطة، وهي الضوء المنعكس. هناك القليل من فقدان الطاقة في هذه العملية، وبالتالي يمكن أن يكون الضوء المنعكس من المعدن ساطعاً للغاية.

إذا كان تردد الضوء الساقط منخفضاً نسبياً، مثل الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء، فيمكن للإلكترونات أن تتحرك بسرعة تتطابق معها ويمكن أن ينعكس الضوء الساقط بواسطة المعدن؛ ولكن إذا كان تردد الضوء الساقط مرتفعاً للغاية (مثل الأشعة فوق البنفسجية)، فلا يمكن للإلكترونات أن تتطابق مع سرعته وسيتم اختراق المعدن بواسطة الضوء. أنواع مختلفة من المعادن لها قدرات مختلفة على عكس الضوء. على سبيل المثال، الفضة شفافة للأشعة فوق البنفسجية بأطوال موجية أقل من 140 نانومتر، ولكن لديها انعكاسية جيدة في النطاق المرئي، وبالتالي فهي مناسبة للاستخدام كمرآة.

اللون مقابل اللمعان

في هذه المرحلة، لا يوجد نزاع على أن المرايا بيضاء أساساً، ولكن هناك "نظرية مفرطة" تستحق الذكر: المرآة المثالية سوداء. لماذا تنشأ هذه الادعاءات؟

يمكنك البحث وملاحظة الأشياء من حولك التي لها لمسة لامعة، مثل أكواب السيراميك، وأكياس البلاستيك، أو حتى بعض الفواكه ذات السطح اللامع. في مثال التفاحة في الصورة أدناه، من الواضح أن البقعة البيضاء هي تأثير انعكاس مرآوي لمصدر الضوء على سطح التفاحة، بينما الجزء الأحمر هو انعكاس منتشر. كما هو محدد سابقاً، فإن الضوء المنعكس عندما يُضاء جسم ما بضوء أبيض هو لون الجسم، لذلك إذا طُلب منك وصف لون التفاحة، فهل ستقول أبيض للانعكاس المرآوي، أم أحمر للانعكاس المنتشر؟

تفاح معالج بالشمع، حيث يمكن ملاحظة انعكاس مرآة واضح (مصدر الصورة: Pixabay)

أعتقد أن الغالبية العظمى من الناس لا يعتقدون أن التفاحة بيضاء لمجرد أنها تعكس الضوء. بعبارة أخرى، يجب مناقشة "اللون" و"اللمعان" للكائن بشكل منفصل، مع تصنيف الانعكاسات المنتشرة على أنها "لون" والانعكاسات الطيفية على أنها "لمعان". يتم تصنيف الانعكاسات الطيفية على أنها "لمعان". على الرغم من أن الاثنين غالباً ما يتم الخلط بينهما في الحياة، إلا أنه في مجالات مثل صناعة الدهانات، حيث يلزم المزيد من التأثير البصري، غالباً ما يلزم وصف اللون واللمعان بشكل منفصل.

يؤثر اللمعان على اللون، وهو أمر مفهوم جيداً. عندما تكون كمية الضوء الساقط كمية معينة، يتم استخدام المزيد للانعكاس الطيفي وأقل للانعكاس المنتشر. هذا هو السبب في أن السطح الأملس يبدو عادةً أغمق من السطح غير اللامع لنفس المادة.

إذن ما هو لون المرايا؟ الجواب التقليدي هو "أبيض (مخضر)"، والإجابة التي تميز بين اللون واللمعان هي "رمادي غامق (مخضر)"، وفي الحياة، دون أن نكون حرفيين للغاية، "فضي"، والذي يجمع بين اللون واللمعان، هو أيضاً إجابة جيدة.  

يعتمد لون المرآة على تعريفك لما هو لون الكائن، وليس هناك حاجة للبحث عن إجابة واحدة. من المحتمل أن يكون من المهم أكثر فهم كيفية مراقبة البشر للون، والتعرف عليه ووصفه من خلال مناقشة الموضوع الغريب إلى حد ما.

من WeChat: العلوم العالمية بقلم يوهونغ زينغ

روابط مرجعية ：

https://www.zmescience.com/science/physics/what-color-is-a-mirror-its-not-a-trick-question/

https://aapt.scitation.org/doi/abs/10.1119/1.1615524

https://engineering.mit.edu/engage/ask-an-engineer/why-doesnt-a-plain-white-piece-of-paper-reflect-light-but-a-mirror-does/

https://en.wikipedia.org/wiki/HSL_and_HSV

https://www.quora.com/Why-are-metals-shiny

https://scienceline.ucsb.edu/getkey.php?key=3903

https://www.zhihu.com/question/24362870

https://www.quora.com/What-is-the-colour-of-a-mirror

https://www.iiconservation.org/sites/default/files/news/attachments/7820-iic-itcc_2016_lecture_david_saunders_colour_and_gloss.pdf

https://www.wonderfulcolors.org/blog/how-gloss-effects-paint-color-perception/

https://sensing.konicaminolta.asia/understanding-the-effects-of-gloss-in-color-measurement/

https://www.qualitymag.com/articles/91148-color-vs-appearance