Este dificil să ne imaginăm o existență fără nuanțe, deoarece culorile sunt omniprezente în mediul nostru. Tot ce ne înconjoară este format din atomi, dar te-ai gândit vreodată dacă atomii au vreo culoare? Răspunsul depinde de modul în care interpretăm termenul „culoare”. Culoarea se referă la lumina vizibilă cu anumite frecvențe sau la combinații de frecvențe. Lumina este o formă de radiații electromagnetice cu diverse lungimi de undă și intensități, adică o suprapunere de radiații monocromatice. Atunci când lumina este prezentă, putem spune că are o culoare și o intensitate specifică.
Reflecție, refracție și absorbție
Noi percepem obiectele grație reflecției, refracției și absorbției luminii de către acestea. Aceste trei procese fac parte din același cadru fizic: interacțiunea unui flux de lumină extern cu un număr mare de atomi simultan. Când lumina albă, care conține toate nuanțele, lovește suprafața unui măr roșu, undele portocalii, galbene, verzi și albastre sunt absorbite de atomii din coaja mărului și transformate în căldură, în timp ce undele roșii sunt reflectate în principal către ochii noștri.
Reflecția, refracția și absorbția formează un fenomen în care fiecare fascicul de lumină interacționează cu zeci sau chiar milioane de atomi simultan. Acest lucru se datorează faptului că lumina vizibilă are o lungime de undă de aproximativ 1000 de ori mai mare decât un atom. O rază de lumină are o lungime de undă cuprinsă între 400 nanometri și 700 nanometri, în funcție de nuanță, în timp ce atomii au o lățime de aproximativ 0,2 nanometri. Această disparitate este motivul pentru care nu putem observa un singur atom cu un microscop optic. Atomii sunt cu mult mai mici decât grosimea unui fascicul de lumină utilizat pentru a examina un atom.
Culoarea unui obiect care provine din reflexia în masă, refracția și absorbția este, așadar, rezultatul modului în care atomii sunt grupate și aranjați, nu un rezultat al culorii intrinseci a atomilor individuali. De exemplu, putem obține un diamant incolor din atomi de carbon, dar dacă alterăm legăturile dintre aceiași atomi de carbon, putem genera grafit. Modul în care atomii formează conexiuni determină nuanța unui material, nu tipul atomului.
Culoarea obiectelor din jurul nostru provine din reflexia în masă, refracția și absorbția. Acest mecanism este atât de obișnuit și intuitiv încât ne-ar putea părea normal ca fiecare obiect să aibă o culoare. Totuși, un atom singular este prea mic pentru a putea avea o nuanță.
Radiația termică
Dacă încălzim la o temperatură suficient de ridicată o bară de fier, aceasta va deveni roșie. Prin urmare, putem afirma că o bară de fier incandescentă este roșie. Culoarea roșie este totuși rezultatul radiației termice, un mecanism diferit față de reflexia în masă, refracția și absorbția. În cadrul radiației termice, atomii unui obiect vibrează cu o intensitate atât de mare încât emit lumină. Mai precis, coliziunile fac ca electronii și atomii să treacă în stări energetice superioare, iar apoi electronii și atomii emit lumină când revin în stări energetice inferioare. Interesant este că nuanța sa depinde mai mult de temperatura obiectului decât de natura materialului. Fiecare material solid va deveni roșu dacă îl încălzim la temperatura adecvată pentru a provoca o reacție chimică.
Radiația termică este, așadar, o proprietate emergentă a interacțiunii…
