Beste Antwort
Gasförmiger Sauerstoff hat keine Farbe. Plasma, flüssiger oder fester Sauerstoff haben anscheinend eine hellblaue Farbe!
Eine einfache Erklärung, warum dies so ist (die Physik der Wechselwirkung elektromagnetischer Felder mit Materie wird ziemlich haarig, also werde ich es wirklich nicht tun gehen Sie auf alle feinen Details ein):
Farbe entsteht durch die Absorption und Emission von sichtbarem Licht durch ein Atom oder Molekül. Jedes Atom oder Molekül absorbiert und emittiert nur bei bestimmten Wellenlängen des Lichts. Wenn wir eine „Farbe“ sehen, passiert wirklich, dass Licht unterschiedlicher Wellenlängen auf unsere Augen trifft, und unser Gehirn interpretiert dies als unterschiedliche „Farben“.
Wenn wir also etwas als „Rot“ sehen, es bedeutet (im Großen und Ganzen), dass das Licht, das sich vom Objekt zu unserem Auge bewegt, eine Wellenlänge von etwa 700 Nanometern hat. Wenn wir es als blau betrachten, hat das Licht eine Wellenlänge von etwa 470 nm. Usw. Weißes Licht ist im Grunde genommen Licht, das viele verschiedene Wellenlängen / Farben enthält, die miteinander gemischt sind, so dass sie sich gegenseitig auswaschen. Schwarz ist, wenn wir kein Licht vom Objekt empfangen.
Im Allgemeinen würden wir Dinge als „rot“ bezeichnen, wenn wir sie als rot betrachten – dh das Licht ist ungefähr 700 nm -, wenn wir „weiß“ leuchten Licht auf sie, die aus all diesen verschiedenen Farben besteht, die miteinander vermischt sind. Dies bedeutet, dass das Objekt das gesamte Licht anderer Wellenlängen absorbiert – das gesamte blaue, grüne und orangefarbene Licht – und nur rotes Licht reflektiert / wieder emittiert.
Gasförmiger Sauerstoff ist also farblos, da alles Licht in der Der sichtbare Bereich wird von gasförmigem Sauerstoff reflektiert / wieder emittiert. Es absorbiert nichts davon, also sehen wir einfach direkt durch das Gas (Transparenz). Gleiches gilt beispielsweise für Glas. Wenn der Sauerstoff jedoch ein Plasma, eine Flüssigkeit oder einen Feststoff bildet, werden alle Atome neu konfiguriert, und dies ändert, welche Wellenlängen des Lichts absorbiert werden. Sie erscheinen hellblau, weil sie Licht einer hellblauen Wellenlänge reflektieren / wieder emittieren und den Rest absorbieren.
Was bestimmt, welche Wellenlängen absorbiert werden oder nicht, entspricht den Lücken in den Energieniveaus der Atom / Molekül, weshalb die Neukonfiguration der Atome in einen Feststoff / Flüssigkeit / Gas / Plasma die absorbierten Wellenlängen ändert – es ändert die zulässigen Energieniveaus! Dies ist ein ganz anderes faszinierendes Kaninchenloch; Wenn Sie interessiert sind, würde ich empfehlen, es auf Quora nachzuschlagen oder eine andere Frage zu stellen.
Antwort
Kurz Antwort: Weil Licht anders mit Sauerstoffmolekülen interagiert, wenn sie nahe beieinander liegen (wie in einer Flüssigkeit oder einem Feststoff) als wenn sie weit voneinander entfernt sind (wie in einem Gas).
Lange Antwort: Alle „normalen“ Objekte bestehen aus Atomen und Molekülen. Atome enthalten Protonen, Neutronen und Elektronen. Die Protonen und Neutronen sind im Kern zusammengepackt, und die Elektronen „umkreisen“ den Kern in „Schalen“, die als Energieniveaus bezeichnet werden.
Je näher ein Elektron am Kern eines Atoms ist, desto weniger Energie hat es. Elektronen mit höherer Energie befinden sich in den Energieniveaus, die weiter vom Kern entfernt sind.
Ein Elektron kann sich von einem niedrigeren Energieniveau zu einem höheren Energieniveau bewegen, wenn es genau die richtige Energiemenge. Die vom Elektron absorbierte Energie muss mit der Energielücke zwischen den Energieniveaus übereinstimmen. Wenn die Energie nicht genau übereinstimmt, springt das Elektron nicht.
Links absorbiert ein Elektron ein Photon, das genau die Energiemenge enthält, die erforderlich ist, um vom ersten zum dritten Energieniveau zu springen. Kurz danach kehrt das Elektron zum ersten Energieniveau zurück und emittiert ein Photon gleicher Energie wieder.
Wenn Atome miteinander verbunden werden, beeinflusst dies die Größe ihrer Energieniveaus und damit die Menge von Energie, die benötigt wird, um ein Elektron von einem Energieniveau auf ein anderes zu bringen. Wenn sich Moleküle eng nähern, werden außerdem ihre Energieniveaus beeinflusst. Wenn zwei Sauerstoffmoleküle nahe beieinander liegen, können ihre Elektronen durch ein Photon aus blauem Licht angeregt werden. Wenn sie jedoch weit voneinander entfernt sind, können sie aufgrund ihres Energieniveaus nicht durch blaues Licht angeregt werden.
Da die Moleküle einer Flüssigkeit oder eines Feststoffs sehr nahe beieinander liegen, befinden sich O\_2-Moleküle im festen oder flüssigen Zustand haben ihre Elektronen durch blaues Licht angeregt. Wenn die Elektronen in ihren Grundzustand zurückkehren, emittieren sie wieder blaue Photonen.
Es ist erwähnenswert, dass die blaue Farbe von Der Tageshimmel ist nicht , verursacht durch dasselbe Phänomen wie die blaue Farbe von flüssigem Sauerstoff. Die Farbe des Himmels wird durch Rayleigh-Streuung verursacht – die bevorzugte Streuung von blauem und violettem Licht durch Moleküle in der Atmosphäre.