Paras vastaus
Kaasumaisessa hapessa ei ole väriä. Plasmalla, nestemäisellä tai kiinteällä hapella on ilmeisesti vaaleansininen väri!
Yksinkertainen selitys miksi tämä on (sähkömagneettisten kenttien fysiikan vuorovaikutus aineen kanssa käy melko karvaiseksi, joten en todellakaan aio (ks. kaikki yksityiskohdat):
Väri syntyy atomin tai molekyylin absorboiman ja näkyvän valon vuoksi. Jokainen atomi tai molekyyli absorboi ja lähettää vain tietyillä aallonpituuksilla valoa. Kun näemme “värin”, todellisuudessa tapahtuu, että erilaisten aallonpituuksien valo osuu silmiin, ja aivomme tulkitsevat sen eri väreinä.
Joten jos näemme jotain punaisena, se tarkoittaa (yleisesti ottaen), että objektista silmäämme siirtyvän valon aallonpituus on noin 700 nanometriä. Jos näemme sen sinisenä, valon aallonpituus on noin 470 nm. Ja niin edelleen. Valkoinen valo on pohjimmiltaan valoa, joka sisältää monia eri aallonpituuksia / värejä sekoitettuna, joten ne tavallaan pestä toisiaan. Musta on, jos emme saa valoa esineestä.
Yleensä viittaamme asioihin ”punaisiksi”, jos näemme niiden punaisina – eli valo on noin 700 nm – kun loistamme ”valkoisia”. ”Valo heille, joka koostuu kaikista eri väreistä sekoitettuna. Tämä tarkoittaa sitä, että esine absorboi kaiken muun aallonpituuden valon – kaiken sinisen, vihreän ja oranssin – ja heijastaa / lähettää uudelleen vain punaista valoa.
Joten kaasumainen happi on väritöntä, koska kaikki kaasumainen happi heijastaa / lähettää uudelleen näkyvän alueen. Se ei absorboi mitään sitä, joten näemme vain suoraan kaasun läpi (läpinäkyvyys). Sama koskee esimerkiksi lasia. Mutta kun happi muodostaa plasman, nesteen tai kiinteän aineen, kaikki atomit muuttuvat uudelleen ja tämä muuttaa mitä valon aallonpituuksia se absorboi. Ne näyttävät vaaleansinisiltä, koska heijastavat / lähettävät uudelleen vaaleansinisen aallonpituuden valoa ja absorboivat kaiken muun.
Mikä määrittää, mitkä aallonpituudet absorboituvat vai eivät, vastaa energian tasojen aukkoja atomin / molekyylin, minkä vuoksi atomien muuttaminen kiinteäksi / nestemäiseksi / kaasuiseksi / plasmaksi muuttaa mitä aallonpituuksia absorboituu – se muuttaa sallittuja energiatasoja! Tämä on aivan toinen kiehtova kaninreikä; Jos olet kiinnostunut, suosittelen lämpimästi etsimään sitä tai esittämään uusi kysymys Quorasta.
Vastaa
Lyhyt Vastaus: Koska valo toimii eri tavalla happimolekyylien kanssa, kun ne ovat lähellä toisiaan (kuten nesteessä tai kiinteässä aineessa) kuin kaukana toisistaan (kuten kaasussa).
Pitkä vastaus: Kaikki ”tavalliset” objektit on valmistettu atomista ja molekyyleistä. Atomit sisältävät protoneja, neutroneja ja elektroneja. Protonit ja neutronit pakataan yhteen ytimeen, ja elektronit ”kiertävät” ytimen ympärillä ”kuorissa”, joita kutsutaan energiatasoiksi .
Mitä lähempänä elektroni on atomin ydintä, sitä vähemmän energiaa sillä on. Suuremman energian elektronit löytyvät ytimestä kauempana olevista energiatasoista.
Elektroni voi siirtyä alemmalta energiatasolta korkeammalle energiatasolle, jos se absorboi täsmälleen oikea määrä energiaa. Elektronin absorboiman energian on vastattava energiatasojen välistä energiakuilua. Jos energia ei vastaa tarkalleen, elektroni ei hyppää.
Vasemmalla puolella elektroni absorboi fotonin, joka sisältää tarkan määrän energiaa, joka tarvitaan siirtymiseen ensimmäiseltä kolmannelle energiatasolle. Pian sen jälkeen elektroni palaa ensimmäiselle energiatasolle ja lähettää uudelleen yhtä energisen fotonin.
Kun atomit sitoutuvat toisiinsa, se vaikuttaa niiden energiatasojen kokoon ja siten myös energia, jota tarvitaan elektronin nostamiseen energiatasolta toiselle. Lisäksi kun molekyylit lähestyvät läheisesti toisiaan, ne vaikuttavat niiden energiatasoihin. Kun kaksi happimolekyyliä on lähellä toisiaan, niiden elektronit voidaan virittää sinisen valon fotonilla; Kuitenkin, kun ne ovat kaukana toisistaan, niiden energiatasot eivät salli niiden innoittamista sinisellä valolla.
Koska nesteen tai kiinteän aineen molekyylit ovat hyvin lähellä toisiaan, O\_2-molekyylit kiinteässä tai nestemäisessä tilassa saada elektroninsa innostumaan sinisestä valosta. Kun elektronit palaavat perustilaansa, ne lähettävät uudelleen sinisiä fotoneja.
On syytä huomata, että päivätaivasta ei aiheuta sama ilmiö kuin nestemäisen hapen sininen väri. Taivaan väri johtuu Rayleigh-sironnasta – sinisen ja violetin valon ensisijaisesta sironnasta ilmakehän molekyylien kautta.