Cel mai bun răspuns
Oxigenul gazos nu are culoare. Oxigenul plasmatic, lichid sau solid aparent are o culoare albastru pal!
O explicație simplă de ce este aceasta (fizica interacțiunii câmpurilor electromagnetice cu materia devine destul de păroasă, așa că nu o să accesați toate detaliile fine):
Culoarea apare datorită absorbției și emisiilor de lumină vizibilă de către un atom sau o moleculă. Fiecare atom sau moleculă absoarbe și emite numai la anumite lungimi de undă ale luminii. Când vedem o „culoare”, ceea ce se întâmplă cu adevărat este că lumina cu lungimi de undă diferite ne lovește ochii, iar creierul nostru interpretează asta ca „culori” diferite.
Deci, dacă vedem ceva ca „roșu”, înseamnă (în linii mari) că lumina care se deplasează de la obiect la ochiul nostru are o lungime de undă de aproximativ 700 nanometri. Dacă o vedem albastră, lumina are o lungime de undă de aproximativ 470nm. Și așa mai departe. Lumina albă este în principiu lumină care conține multe lungimi de undă / culori diferite amestecate, astfel încât acestea se spală reciproc. Negrul este dacă nu primim lumină de la obiect.
În general, ne-am referi la lucruri ca fiind „roșii” dacă le vedem roșii – adică lumina este în jur de 700 nm – când strălucim „alb” ”Lumină pe ele care cuprinde toate acele culori diferite amestecate împreună. Aceasta înseamnă că obiectul absoarbe toată lumina altor lungimi de undă – toată lumina albastră și verde și portocalie – și reflectă / reemite doar lumină roșie.
Deci oxigenul gazos este incolor deoarece toată lumina din intervalul vizibil este reflectat / reemis de oxigenul gazos. Nu absoarbe nimic, așa că vedem direct prin gaz (transparență). Același lucru este valabil și, de exemplu, pentru sticlă. Dar când oxigenul formează o plasmă, lichid sau solid, toți atomii se reconfigurează și acest lucru schimbă ce lungimi de undă de lumină va absorbi. Apar albastru pal, deoarece reflectă / re-emit lumină a unei lungimi de undă albastru pal și absorb tot restul.
Ceea ce determină care lungimi de undă sunt absorbite sau nu corespunde lacunelor din nivelurile de energie ale atom / moleculă, motiv pentru care reconfigurarea atomilor într-un solid / lichid / gaz / plasmă modifică ce lungimi de undă sunt absorbite – schimbă nivelurile de energie permise! Aceasta este o altă gaură de iepure fascinantă; dacă sunteți interesat, vă recomand cu nerăbdare să-l căutați sau să puneți o altă întrebare despre Quora.
Răspundeți
Scurt Răspuns: Pentru că lumina interacționează diferit cu moleculele de oxigen atunci când sunt aproape una de alta (ca într-un lichid sau solid) decât atunci când sunt la distanță (ca într-un gaz).
Răspuns lung: Toate obiectele „obișnuite” sunt formate din atomi și molecule. Atomii conțin protoni, neutroni și electroni. Protonii și neutronii sunt împachetați împreună în nucleu, iar electronii „orbitează” în jurul nucleului în „cochilii” numite niveluri de energie .
Cu cât un electron este mai aproape de nucleul unui atom, cu atât are mai puțină energie. Electronii cu energie superioară se găsesc în nivelurile de energie mai îndepărtate de nucleu.
Un electron se poate deplasa de la un nivel de energie inferior la un nivel de energie mai mare dacă absoarbe exact cantitatea potrivită de energie. Energia absorbită de electron trebuie să se potrivească cu decalajul de energie dintre nivelurile de energie. Dacă energia nu se potrivește exact, electronul nu va sări.
În stânga, un electron absoarbe un foton care conține cantitatea exactă de energie necesară pentru a sări de la primul la al treilea nivel de energie. La scurt timp după aceea, electronul revine la primul nivel de energie și re-emite un foton cu energie egală.
Atunci când atomii se leagă, afectează dimensiunile nivelurilor lor de energie și, prin urmare, cantitatea de energia necesară pentru a stimula un electron de la un nivel de energie la altul. Mai mult, atunci când moleculele se apropie strâns, nivelurile lor de energie sunt afectate. Când două molecule de oxigen sunt apropiate, electronii lor pot fi excitați de un foton de lumină albastră; totuși, atunci când sunt departe, nivelurile lor de energie nu le permit să fie excitați de lumina albastră.
Deoarece moleculele unui lichid sau solid sunt foarte apropiate, moleculele O\_2 în stare solidă sau lichidă au electronii excitați de lumina albastră. Când electronii revin la starea lor de bază, ei re-emit fotoni albastri.
Este demn de remarcat faptul că culoarea albastră a cerul din timpul zilei nu este cauzat de același fenomen ca culoarea albastră a oxigenului lichid. Culoarea cerului este cauzată de împrăștierea Rayleigh – împrăștierea preferențială a luminii albastre și violete de către moleculele din atmosferă.