De que cor são os elétrons? Originalmente apareceu em Quora: a rede de partilha de conhecimento onde as perguntas convincentes são respondidas por pessoas com conhecimentos únicos.

Resposta de Jerzy Michał Pawlak, PhD em Física de Alta Energia, em Quora:

Comecemos com a pergunta “como percebemos a cor? Nossos olhos, ao receber a luz, medem não apenas sua intensidade, mas também, de forma muito aproximada, seu comprimento de onda. Raramente vemos luz realmente monocromática; geralmente o que vemos é uma mistura de diferentes comprimentos de onda. Nossos olhos evoluíram para perceber uma mistura particular, na qual proporções de vários comprimentos de onda são semelhantes, como na luz natural do sol, como neutros ou “brancos”. Agora, se você olhar para algum objeto que reflete ou espalha luz, e reflete todos os comprimentos de onda da luz da mesma maneira, então você verá os objetos coloridos como “neutros”. Quando você vê um objeto colorido, significa que ele reflete um comprimento de onda mais forte que outros, e portanto a luz refletida que chega aos seus olhos tem uma composição de comprimento de onda diferente e você a vê como colorida.

Então, como é com os elétrons? Será que eles refletem todos os comprimentos de onda da mesma maneira? Bem, depende. Se eles estão ligados em átomos e moléculas, então eles só podem absorver ou refletir comprimentos de onda específicos. Na verdade, a maioria dos objetos que você vê ao seu redor vêm deste mecanismo: elétrons ligados em moléculas de corante dispersam comprimentos de onda específicos da luz.

Então, isso significa que os elétrons têm cor? Não, porque o mesmo elétron ligado em moléculas diferentes produziria cores diferentes, portanto não é propriedade do elétron. Para responder à pergunta temos de libertar os electrões de qualquer ligação atómica ou molecular e olhar para um electrão livre.

Felizmente, para um único elétron livre, você não veria muito, mas felizmente você tem a chance de olhar para um grande conjunto de elétrons quase livres todos os dias – olhando para superfícies metálicas, por exemplo, em espelhos. Um metal consiste em átomos em uma malha de cristal. Enquanto a maioria dos electrões está ligada aos átomos, alguns deles (os das camadas de electrões mais exteriores) podem vaguear praticamente livres através do cristal. E a sua interacção com a luz é muito semelhante à forma como os electrões livres interagiriam. Como você pode ver no espelho, a luz branca refletida nele permanece branca – isso significa que os elétrons são neutros em termos de cor.

Ah, sim, você pode perguntar sobre o ouro. Ele é amarelo, não neutro. Isso não significa que os elétrons em ouro são “amarelos”. A razão pela qual o ouro não é branco reside naqueles elétrons que não são livres, mas permanecem ligados a átomos de ouro. Os elétrons livres em um pedaço de ouro refletiriam alegremente cada cor de luz, como em outros metais; no entanto, os átomos de ouro podem absorver alguma da luz azul, então, de fato, menos luz azul é refletida e você vê aquela cor amarela.

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