Γιατί τα άτομα είναι άχρωτα;

Τα ίδια τα άτομα δεν είναι εγγενώς χρωματισμένα. Εδώ είναι γιατί:

* Το χρώμα σχετίζεται με την απορρόφηση και την εκπομπή φωτός: Βλέπουμε χρώμα όταν ένα αντικείμενο απορροφά ορισμένα μήκη κύματος φωτός και αντανακλά ή μεταδίδει άλλους. Για παράδειγμα, ένα κόκκινο μήλο απορροφά όλα τα μήκη κύματος του φωτός εκτός από το κόκκινο, το οποίο αντικατοπτρίζει.

* Τα άτομα είναι πολύ μικρά για να αλληλεπιδρούν με ορατό φως με τρόπο που παράγει χρώμα: Το ορατό φως έχει μήκη κύματος στην περιοχή 400-700 νανομέτρων. Τα άτομα είναι πολύ μικρότερα, με διαμέτρους της τάξης του AngStroms (0,1 νανόμετρα). Η αλληλεπίδραση μεταξύ ενός ατόμου και ενός φωτονίου φωτός διέπεται από την κβαντική μηχανική και σε αυτή την κλίμακα, τα ενεργειακά επίπεδα των ατόμων δεν αντιστοιχούν στις ενέργειες των ορατών φωτονίων.

* Το χρώμα προκύπτει από μεγαλύτερες δομές: Το χρώμα συνήθως προκύπτει από τη συλλογική συμπεριφορά πολλών ατόμων, όπως σε μόρια, στερεά και ακόμη μεγαλύτερες δομές. Για παράδειγμα, ένα μόριο όπως η χλωροφύλλη απορροφά ορισμένα μήκη κύματος φωτός, δίνοντας αφήνει το πράσινο χρώμα τους.

Ωστόσο, τα άτομα μπορούν να απορροφήσουν και να εκπέμπουν φως με άλλους τρόπους:

* Ατομική φασματοσκοπία: Όταν τα άτομα διεγείρονται από θερμότητα ή ηλεκτρική ενέργεια, μπορούν να απορροφήσουν ή να εκπέμπουν φωτόνια συγκεκριμένων μήκους κύματος, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον εντοπισμό του στοιχείου. Αυτά τα μήκη κύματος είναι συχνά στις υπεριώδεις ή υπέρυθρες περιοχές, αόρατα για το ανθρώπινο μάτι.

* Φωσφορίζοντας και φωσφορισμός: Ορισμένα άτομα ή μόρια μπορούν να απορροφήσουν το φως σε ένα μήκος κύματος και να εκπέμπουν φως σε μεγαλύτερο μήκος κύματος, δημιουργώντας φθορισμό ή φωσφορισμό. Αυτά τα φαινόμενα μπορούν μερικές φορές να παράγουν ορατά χρώματα.

Συνοπτικά: Τα μεμονωμένα άτομα είναι πολύ μικρά για να αλληλεπιδρούν με το ορατό φως με τρόπο που παράγει χρώμα. Το χρώμα προκύπτει από τη συλλογική συμπεριφορά πολλών ατόμων σε μεγαλύτερες δομές. Ενώ τα άτομα μπορούν να απορροφήσουν και να εκπέμπουν φως με άλλους τρόπους, αυτό συμβαίνει συνήθως σε μήκη κύματος έξω από το ορατό φάσμα.