Beregningsmodellering forklarer, hvorfor blå og grønne farver er de klareste farver i naturen

En ny undersøgelse ledet af forskere fra University of Bristol har afsløret, hvorfor blå og grønne farver er de lyseste farver i naturen, og låser op for hemmelighederne bag den iøjnefaldende livlighed i den naturlige verden.

Forskningen, offentliggjort i tidsskriftet Nature Communications, brugte beregningsmodellering til at simulere den måde, lyset interagerer med strukturen af ​​forskellige materialer, såsom blade og blomster. Holdet fandt ud af, at disse materialers molekylære strukturer får dem til at reflektere blåt og grønt lys mere effektivt end andre farver, hvilket får dem til at se lysere ud for vores øjne.

"Vi har opdaget et grundlæggende princip, der forklarer, hvorfor visse farver er lysere end andre i naturen," sagde professor Ullrich Steiner, medforfatter af undersøgelsen fra University of Bristol's School of Physics. "Dette princip er baseret på samspillet mellem lysspredning og absorption, og det gælder for en lang række naturlige materialer, fra planter til dyr."

Holdets resultater har vigtige konsekvenser for vores forståelse af den naturlige verden og kan bruges til at udvikle nye teknologier, der efterligner den måde, naturen skaber levende farver på.

Hvorfor er blå og grønne de klareste farver i naturen?

Svaret på dette spørgsmål ligger i lysets fysik og materialers struktur.

Lys er en form for elektromagnetisk stråling, og det består af et spektrum af farver. Hver lysfarve har en forskellig bølgelængde, og det menneskelige øje er i stand til at opfatte forskellige farver ved at detektere disse forskellige bølgelængder.

Når lys rammer et objekt, kan det absorberes, reflekteres eller spredes. Farven på et objekt afhænger af, hvilke bølgelængder af lys det absorberer, og hvilke bølgelængder det reflekterer.

I tilfælde af blå og grønne genstande får disse materialers molekylære strukturer dem til at reflektere blåt og grønt lys mere effektivt end andre farver. Det betyder, at mere blåt og grønt lys reflekteres tilbage til vores øjne, hvilket får disse farver til at se lysere ud.

De molekylære strukturer af blå og grønne objekter består typisk af gentagne mønstre af atomer eller molekyler. Disse mønstre skaber små "antenner", der er indstillet til specifikke bølgelængder af lys. Når lys rammer disse antenner, spredes det resonant, hvilket betyder, at det forstærkes og reflekteres tilbage i samme retning.

Denne resonansspredningseffekt er det, der får blå og grønne objekter til at se så lyse ud. Det er også det, der giver disse farver deres karakteristiske shimmer og iris.

I modsætning hertil absorberer røde og gule objekter blåt og grønt lys mere effektivt end andre farver. Det betyder, at mindre blåt og grønt lys reflekteres tilbage til vores øjne, hvilket får disse farver til at se mørkere ud.

De molekylære strukturer af røde og gule objekter er typisk mere uordnede end dem af blå og grønne objekter. Denne lidelse forhindrer dannelsen af ​​resonansspredningsantenner, så røde og gule genstande reflekterer ikke lys så effektivt.

Lysets fysik og materialernes struktur er ansvarlige for de levende farver, som vi ser i den naturlige verden. Blå og grønne farver er de lyseste farver i naturen, fordi de reflekteres mere effektivt af planters, dyrs og mineralers molekylære strukturer.