Fotonii de lumină sunt emiși atunci când un electron revine la starea fundamentală după ce a fost excitat.
Teste de flacără
Testele de flacără sunt utile deoarece excitațiile gazului produc un spectru de emisie de linii caracteristic pentru un element. În comparație, incandescența produce o bandă continuă de lumină cu un vârf care depinde de temperatura obiectului fierbinte.
Când atomii unui gaz sau vapori sunt excitați, de exemplu prin încălzire sau prin aplicarea unui câmp electric, electronii lor sunt capabili să se deplaseze din starea lor fundamentală la niveluri energetice mai înalte. Pe măsură ce se întorc în starea lor fundamentală, urmând traiectorii clar definite în funcție de probabilități cuantice, ei emit fotoni de o energie foarte specifică. Această energie corespunde unor anumite lungimi de undă ale luminii și, prin urmare, produce anumite culori de lumină. Fiecare element are o „amprentă digitală” în ceea ce privește spectrul său de emisie de linii, așa cum este ilustrat de exemplele de mai jos.
Spectrul de linii pentru hidrogen.
Spectrul de linii pentru heliu.
Spectrul de linii pentru neon.
Pentru că fiecare element are un spectru de emisie de linii exact definit, oamenii de știință sunt capabili să le identifice după culoarea flăcării pe care o produc. De exemplu, cuprul produce o flacără albastră, litiul și stronțiul o flacără roșie, calciul o flacără portocalie, sodiul o flacără galbenă, iar bariul o flacără verde.
Această imagine ilustrează culorile distincte produse de arderea anumitor elemente.
O flacără de la o torță oxiacetilenică arde la peste 3000?C, suficient de fierbinte pentru a fi folosită la sudarea subacvatică.
Flăcără
Culoarea ne vorbește despre temperatura flăcării unei lumânări. Miezul interior al flăcării unei lumânări este albastru deschis, cu o temperatură de aproximativ 1670 K (1400 °C). Aceasta este cea mai fierbinte parte a flăcării. Culoarea din interiorul flăcării devine galbenă, portocalie și, în cele din urmă, roșie. Cu cât vă îndepărtați mai mult de centrul flăcării, cu atât temperatura va fi mai scăzută. Partea roșie este în jur de 1070 K (800 °C).
Culoarea portocalie, galbenă și roșie dintr-o flacără nu se referă doar la temperatura de culoare. Excitațiile gazelor joacă, de asemenea, un rol important în culoarea flăcării. Unul dintre principalii constituenți dintr-o flacără care arde este funinginea, care are o compoziție complexă și diversă de compuși de carbon. Varietatea acestor compuși creează o gamă practic continuă de posibile stări cuantice în care pot fi excitați electronii. Culoarea luminii emise depinde de energia emisă de fiecare electron care revine la starea sa inițială.
.