為什麼有些元素會燃燒不同的顏色?

2020-12-05 怪羅科學

如果你有一個打火機,你會發現當火焰經過中間的金屬時,它會變成綠色。在分子水平上,火焰一般不會因為溫度差異而發生顏色的變化。

那麼為什麼打火機在碰到金屬時,顏色會發生變化呢?

這其實是原子內電子能級的躍遷,如果我們採用玻爾模型,它假設電子在既定軌道上繞原子核旋轉,每一個軌道都有相應的能量。

電子在較低能級時更穩定,因此電子更傾向於在那裡。

當你給電子提供能量(以火焰或熱能的形式)時,它們會被激發並躍遷到更高的能級。然而,在較高的能級,電子是不穩定的,最終會下降到較低的能級。

圖為:電子總是喜歡躍遷到穩定態

當這種情況發生時,它們吸收的能量必須以某種方式消除,這就是我們看到的光,這也意味著電子射出光子的能量等於兩個能級之間的能量差。

不同的能量光子有不同的波長或頻率,而電磁波的波長決定了光的顏色。

高能量波是紫色的,(當它們進入紫外線波長,肉眼便無法看到),而低能波是紅色的(當獲得足夠低的能量進入紅外線區域時)。

火焰的顏色因能量水平的不同而變化。每個元素有固定的能級,所以我們能得到不同顏色的唯一方法就是在火焰中使用不同的元素,或者把電子激發到更高的能級。

不幸的是,後一種方法對我們來說並不真正可行。大多數電子會躍遷到第二能級,而很少有電子會躍遷到更高的能級,這意味著任何不同顏色的光子都不會出現在其他光中。

我們常見元素的顏色是:銅-藍綠色,鉀-紫丁香,鐵-紅色,鈉-黃色(像鈉路燈!),鋰-暗紅色,鋇-綠色。

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