如果你有一个打火机,你会发现当火焰经过中间的金属时,它会变成绿色。在分子水平上,火焰一般不会因为温度差异而发生颜色的变化。
那么为什么打火机在碰到金属时,颜色会发生变化呢?
这其实是原子内电子能级的跃迁,如果我们采用玻尔模型,它假设电子在既定轨道上绕原子核旋转,每一个轨道都有相应的能量。
电子在较低能级时更稳定,因此电子更倾向于在那里。
当你给电子提供能量(以火焰或热能的形式)时,它们会被激发并跃迁到更高的能级。然而,在较高的能级,电子是不稳定的,最终会下降到较低的能级。
图为:电子总是喜欢跃迁到稳定态
当这种情况发生时,它们吸收的能量必须以某种方式消除,这就是我们看到的光,这也意味着电子射出光子的能量等于两个能级之间的能量差。
不同的能量光子有不同的波长或频率,而电磁波的波长决定了光的颜色。
高能量波是紫色的,(当它们进入紫外线波长,肉眼便无法看到),而低能波是红色的(当获得足够低的能量进入红外线区域时)。
火焰的颜色因能量水平的不同而变化。每个元素有固定的能级,所以我们能得到不同颜色的唯一方法就是在火焰中使用不同的元素,或者把电子激发到更高的能级。
不幸的是,后一种方法对我们来说并不真正可行。大多数电子会跃迁到第二能级,而很少有电子会跃迁到更高的能级,这意味着任何不同颜色的光子都不会出现在其他光中。
我们常见元素的颜色是:铜-蓝绿色,钾-紫丁香,铁-红色,钠-黄色(像钠路灯!),锂-暗红色,钡-绿色。