filfras skrev:Avstånden mellan elementarpartiklarna är så stora (på den lilla nivån), att ljus i normalfallet passerar igenom materia opåverkad. Tänk på glas! Att glas är genomskinligt, beror ju på att det har en kristallin uppbyggnad så att där bildas raka och breda "motorvägar" sett från alla håll och kanter, där ljuset kan skrida fram.
Tyvärr, glas har ingen kristallin uppbyggnad. Glas är amorft. Detta betyder att det inte finns någon definierad kristallstruktur alls. Den enda struktur som finns kan vara den enskilda silikat-gruppens struktur.
filfras skrev:Men många andra ämnen är mera kaotiskt formade inombords. Så att när ljus kommer in, stöter det på patrull, och då studsar det. Detta kan ske redan på materians yta, eller successivt djupare in.
Detta är vad som sker i kristallina ämnen däremot. Att diamant, cubic zirkonia, smaragder och safirer är så glittrande och gnistrande beror just på att ljuset studsar på de inre planen som bildas per automatik i ett kristallint ämne. Det är även det som är upphovet till att man kan få ett regnbågsfärgat resultat när man lyser med vitt ljus in i ett prisma. Där har man på konstgjord väg skapat de "väggar" och plan som naturligt finns i kristallina ämnen. Diamant, tex.
Studsar ljuset på ytan av ädelstenen är det fråga om en enkel reflektion. Samma sak får man från en spegel eller en välpolerad bit marmor. Studsar ljuset in i ädelstenen (det kristallina ämnet) och kommer ut igen kan det ha reflekterats på två sätt:
Antingen genom att det skett ännu en enkel reflektion. Resultatet blir ungefär samma sak som att man ser att sugröret ser böjt ut i ett glas vatten.
Eller genom att det har brutits och separerat våglängder. Det är därför en diamant kan gnistra i alla regnbågens färger. Som jag skrev så uppnår man samma resultat genom att forma en glasbit med rätt vinklar.
filfras skrev:Om allt ljus reflekteras och diffunderar ut från materian igen, så upplever ögat materian som vit. Men om man säger att en viss materia fungerar som "en avgrund" för ljuset, så att allt ljus slukas upp och inget kommer ut igen, då ser ögat den materian såsom svart.
Korrekt.
filfras skrev:Nu har jag en vidare teori om detta som går ut på att en färgsensation uppstår som beror av kristallstrukturen i materian, således på bland annat under vilka vinklar ljuset reflekteras, och vilka eventuella interferensmönster som bildas därav.
"Färg" kan i så fall ses som "molekylär form" mera än "elektroners exitationsförlopp". Den senare teorin kan vara nog så intressant och relevant i exvis laser-sammanhang, men kanske hör den inte hemma i vardagsfysiken?
Som jag nyligen beskrivit, med ädelstenar som exempel, kan färg bero på molekylär form
om det är en regelbunden (kristallin) struktur i materialet
om det finns kristallplan som ljuset kan reflekteras mot
om materialets brytningsindex (vilket beror på ovanstående) är "rätt"
Alla dessa ovanstående färgyttringar handlar dock bara om hur, när och var ljuset bryts i ett ämne. Denna brytning kan ibland ge upphov till separation av spektra och således en förnimmelse av färg - glittret hos diamanten tex.
Till syvende og sidst handlar det dock om hur elektroner tar upp energi. Ett lämpligt exempel från ädelstenarnas värld är aluminiumoxid, speciellt en kristallin variant som kallas korund. I ren form är det klart. Har det orenheter av titan kallas det för (blå) safir. Har det orenheter av krom kallas det för rubin. Här exemplifieras det snabbt att elektroners närvaro är av stor vikt för ett materials färg. Kristallerna är precis likadana, skillnaden i färg beror enbart på de olika excitationsnivåer som förekommer i titan respektive krom.
För övrigt kan jag meddela att röda lasrar ofta innehåller syntetiska rubiner.