Bir öğrencinin “Atomun Rengi” sorusu üzerine Fermilab’tan Stephen H. Pordes’in yanıtını sizlerle paylaşmak istiyoruz.
Öğrencimizin sorusu: Bilimsel içerikli bir soru soracağım. Muhtemelen bildiğiniz gibi, parçacıklar ve maddenin parçacık modellerini inceliyoruz. Sorum şu ki, tüm atomlar aynı renkte mi? Ve eğer öyleyse, ya da değilse bile, nereden biliyoruz! Çok küçük olduklarından, hangi renk olduklarını nasıl görebilirsiniz.
Hocamızın cevabı şöyle olmuş
Sevgili Kelly;
1. Atomların (moleküllerin aksine) renkleri yoktur – özel koşullar dışında şeffaftırlar.
2. Moleküllerin rengi vardır
3. Bir atomun rengini gerçekten göremeyiz çok küçük olduğu için değil, bir atomun rengi çok soluk olacağı için.
Ama çok sayıda toplayıp onlara ışık tutarak bir görebilirsiniz. Bir şeyi görebiliriz çünkü göz nesneden yansıyan ışığı toplamaktadır.
Ama bir şeyin rengi nedir? En çok yansıttığı ışıktır ve bu yüzden siyah bir şemsiye taşıyorsanız gerçekten sıcak hissedersiniz. Çünkü tüm beyaz ışığı emer(ışığın tümü Kırmızı-Turuncu-Sarı-Yeşil-Mavi-Lacivert-Mor). Ancak beyaz bir şemsiye alırsanız tüm beyaz ışığı yansıtacak ve sadece bir kısmını emecektir.
Bir atomun veya molekülün ışığı “yansıtan” kısmı, atomun dışındaki elektronlardır. Şimdi renk iki adımda inceleyebiliriz.
Adım 1: Elektronlar önce atoma veya moleküle çarpan ışığın bir kısmını emer.
Adım 2: Işığı emen elektronlar daha sonra bir miktar ışık yayarlar.
Elektronlar soğurdukları ışığın tıpatıp aynısını veriyorsa madde “renksizdir”, ancak yayılan ışığın rengi soğurulan renkten farklıysa maddenin rengi vardır.
Atomlar ve düzenli aydınlatma için – atom ne olursa olsun – emilen ışık ve yayılan ışık aynıdır. Bunun nedeni, tek bir atom için elektronların aynı ışığı emmesi ve yayması gerektiğidir.
Şimdi sizlere sormak istediğimiz bazı sorular var.
Bu sorular
Gökyüzü neden mavi? Bu oksijenin mavi olduğu veya azotun mavi olduğu anlamına mı geliyor?
Klor gazı neden yeşildir?
Neon işaretleri neden kırmızıdır?
Sanırım bu soruyu aldınız çünkü ders kitaplarında kırmızı protonlar ve mavi elektronları görüyorsunuz.
Ders kitapları da parçacıkları yuvarlak küreler olarak gösterir, ancak bunun yalnızca görsel şeyler için olduğunu unutmayın. Pratikte atomlar küreler ve protonlar gibi yuvarlak değildir ve mavi ve kırmızı renkli değildir 🙂
Sevgili Kelly;
Umarım yazdıklarıma ilaveten yaptığım bir düzeltmeyi okumak için zamanın vardır. İyi bir soru hakkında düşünmekten nasıl memnun olduğumu anlatamam. Bilgilerimiz doğrultusunda atomlar arasında bir renge sahip olan bazı elementler var.. (Üzgünüm. Hiçbir şey olmadığını söyledim. Tahmin et ne oldu? Yanılmışım.
Söylemek istediğim atomların üzerlerinde küçük renkli boya lekeleri olduğu anlamına tabi ki gelmeyecek . Bu üzerlerine beyaz ışık tuttuğunuzda, elektronlarının belirli bir rengi emdiği ve sonra onu yeniden yaydığı anlamına gelecektir. Bunun atomlara nasıl bir renk verdiğini şu şekilde açıklayabiliriz. İçinde bu atomlardan bazılarının yüzdüğü bir cam kavanoz hayal edin. Kavanoza bir el feneri tuttuğunuzda, ışığın çoğu kavanozun içinden geçecektir. Örnek olarak ışığın çıktığını ve duvarda bir nokta oluşturduğunu görebilirsiniz. Ancak kavanozun içi de belli bir renkle parlıyor gibi görünecektir.
Bu, atomların emdiği renktir. Bu rengin ışığı kavanozun içinden doğrudan geçmez; bir kısmı, etrafında yüzen atomlar tarafından emilir ve daha sonra onu tüm yönlere yayar (geri gönderir). Yani kavanoza yandan bakarsanız, belirli bir renkte ışık göreceksiniz ve kavanozun içi parlıyormuş gibi görünecektir. Sodyum (periyodik tablodaki Na) bunu yapar ve parlak sarı bir parlaklık verir. Başka unsurlar da olabilir. Kontrol edeceğim.. Tam liste gelirse size göndereceğim.
“seni bu kadar çok okuttuğum için özür dilerim – ve ilk defa yanlış cevap verdiğim için -” diye de devam ederek şöyle diyor.
Bunu sodyum ile göstermek çok kolay değil. Sodyumu içi tamamen boşaltılmış bir kavanozda ısıtmanız gerekecektir. Sodyum oda sıcaklığında katı olduğu için ısı gerekecektir ve etrafınızda yeterli miktarda sodyum atomunun yüzmesini sağlamak için sodyumun gerçekten sıcak olması gerekir, havayı kavanozdan çıkarmanız gerekir çünkü sodyum havadaki oksijenle çok güçlü reaksiyona girip yanabilir.
Cevap veren hocamız adına biz de kendisine bir kez daha teşekkür ediyoruz.
Kaynak: https://www.fnal.gov/pub/science/inquiring/questions/colorofatoms.html
Sağlıcakla kalın….
Katkı Sunanlar:
Fizik Öğretmenleri
Dr.Fırat Akbalık – Murat Erkmen – Arda Çayan – Hasan Ongan
