Altının Rengi Neden Sarıdır?

Işık Nasıl Yansır?

Işık kaynağından salındıktan sonra çarptığı atomdaki elektronlara enerji kazandırır.Enerji kazanan elektronlar daha yüksek enerji seviyesine yani daha dıştaki orbitallere sıçrarlar.Ancak bu enerji seviyesinde fazla kalamayan elektronlar ilk baştaki enerji seviyesine geri döner. Bu,enerjinin korunumu ilkesine göre enerji kazanan elektronun enerjisi düştüğünde kaybedilen enerji foton olarak geri atılır. Yani bu enerji farkı fotonu oluşturur. Yine elektronun kazandığı enerji ile kaybedilen enerji neredeyse aynı olduğu için neredeyse aynı dalga boyunda ışık oluşur. Bu yansıma olayıdır.

Altının Elektronlarının Hız Davranışları

79 protonu ve 118 nötronu bulunan Altın, bu kütlesi sayesinde elektronları kendine daha da yakınlaştırıyor.Elektronların çekirdek etrafında döndüğünü biliyoruz.Bu yüzden açısal momentumun korunumu yasası gereği döndüğü yörüngenin yarıçapı azalan elektron daha da hızlı dönecektir. Mesela altında "1s orbitalinde" bulunan elektronlar ışık hızının %50 si hızına ulaşabilecektir.

Açısal momentumun formülü şudur:$L$$=mvr$

Yani açısal momentum kütle , hız ve yarıçapın çarpımına eşittir ve açısal momentum korunur.Burada bahsedilen konu "r" yani yarıçap azalırsa "v" yani hız artacaktır.(Kütle sabit kaldığı için)

Göreliliğin Rolü

Görelilik Teorisine baktığımızda ise bir cismi hareket ettirmek için gerekli olan kinetik enerji hareket süresi boyunca sürekli artacaktır. Bu artış üstel bir artıştır.Kinetik enerji en nihayetinde bir enerjidir.Burada E=mc² formülü devreye girer. (E=enerji,m=kütle,c=ışık hızı) Kabaca bir cismin enerjisi o cismin kütlesi ile ışık hızının karesinin çarpımına eşittir.

Kinetik enerjisi artan elektron burada kütle- enerji eşliğinden dolayı daha fazla kütle etkisi oluşturur ve daha dıştaki orbitalleri de çekirdeğe doğru çeker. Burada 6s orbitalinin enerjisi düşer, ve böylece 5d orbitali ile 6s orbitali arasındaki mesafe ya da enerji farkı azalır.

İlk baştaki kısma gelirsek Güneş'ten gelen beyaz ışık altın elementine vurduğunda, Güneş'ten gelen yüksek enerjili mavi ve mor ışık,5d ile 6s orbitali arasındaki az olan enerji farkından dolayı elektron bir üst orbitale sıçradığında geçiş yapılan enerji az olduğu için absorbe edilir yani yansıyamaz ve geriye kalan enerjisi daha az olan;yeşil, sarı, kırmızı renkler yansır. Böylece altının sarı renkli gözüktüğü düşünülüyor.^{[1], [2]}

Peki Diğer "Bazı" Metaller Neden Grimsi Renkte Işık Yansıtıyor ?

Çünkü diğer metallerde göreliliğin etkisi az olduğundan orbitaller daha az daralıyor ve altında olan durumdan daha fazla enerjiyi yansıtabiliyor.Diğer metallerin soğurduğu dalga boyu bizim algılayabildiğimiz dalga boyunun dışında olan morötesi(ultraviyole) ışığa tekabül eder. Bu yüzden görünür tayftaki ışığın çoğu yansır ve grimsi bir renk oluşur.^[3]