أسباب ظهور المواد ملونة من حولنا
كل ما يحيط بنا من مواد تكون ذات ألوان معينة منها الجميل المبهر ومنها الباهت الممل. لكن هل تسائلت يوماً عن سبب تلون كل هذه المواد بألوان مختلفة على الرغم من أنّ الضوء الطبيعي من حولنا لا لون له !… في الحقيقة فإنّ الضوء العديم اللون الذي يحيط بنا هو نتاج مجموعة من الألوان المتراكبة.
ويمكننا التأكد من ذلك بإمرار شعاع من الضوء عبر موشور لنجد أنّ هذا الشعاع قد تحلل إلى ألوان مختلفة.
يعتمد لون المادة على خصائص وميزات فيزيائية وكيميائية سنذكرها تباعاً في هذا المقال:
- الخصائص الفيزيائية:
- الامتصاص (Absorption):
المادة السائلة أو الصلبة الشفافة ستعمل على امرار كل الألوان المكونة للضوء الأبيض دون تغير وبالتالي ستظهر المادة بلا لون، أما المواد التي تمرر أو تعكس قسماً من الضوء الأبيض وتمتص القسم الآخر فستظهر ملونة. وعادة ما تسمى الألوان التي انعكست أو نفذت عبر المادة بالألوان المكملة (Complementary colors).
الألوان المكونة للون الأبيض
الأطوال الموجية للألوان المكونة للون الأبيض
هناك نوع من المواد تتكون من جزيئات لها قدرة عالية على الامتصاص الانتقائي أي أنها تمتص نوعاً محدداً من الأطوال الموجية تسمى هذه المواد بالأصبغة (Pigments). وتأتي أغلب الأصبغة اللاعضوية على شكل مساحيق كريستالية الشكل أو بودرة يتم حلها غالباً في زيوت أو سوائل معينة. وفي المقابل تعتبر الأصبغة العضوية الأكثر انتشاراً في الطبيعة ومن أمثلتها الهيموغلوبين ذو اللون الأحمر في الدم والكلوروفيل ذو الون الأخضر في النباتات والأوراق.
- الانعكاس والانتشار (Diffuse and Reflectance)
عندما تسقط حزمة من الأشعة الضوئية على السطوح الخشنة فإنها تعكسها في اتجاهات متعددة، فمثلاً ملح الطعام نراه ذو لون أبيض لأن بلوراته تعكس الضوء دون أي امتصاص للأشعة. وفي المقابل إنّ أملاح كبريتات النحاس تظهر بلون أزرق لأنها تمتص أغلب الأطوال الموجية للضوء كالأحمر والأصفر وغيرها وتعكس الأطوال الموجية الزرقاء فقط.
- تبعثر الضوء (Light Scattering)
يتبعثر الضوء عند اصطدامه بجسيمات تكون في طريق انتشاره. ومن الأمثلة الأكثر شهرة هي اللون الأزرق للسماء. إنّ الأطوال الموجية الزرقاء المنبعثة من ضوء الشمس تتبعثر بشكل أكبر من الأطوال الموجية الحمراء نتيجة اصطدامها بجسيمات صغيرة في الحجم (أصغر من الأطوال الموجية للضوء). أما الجسيمات ذات أنصاف الأقطار الأكبر من الأطوال الموجية للضوء أو التي تكون من رتبة الأطوال الموجية للضوء تسبب تبعثر الضوء ولا تؤثر كثيراً على اللون لذلك نرى الغيوم و الملوثات في الهواء ذات لون أبيض قاتم.
- الخصائص الكيميائية:
تتألف المواد جميعها من ذرات أو مجموعة من الذرات المرتبة على شكل جزيئات. بعض هذه الأشكال المرتبة أو المسماة المجموعات الوظيفية تكون مسؤولة عن لون المركب. ومثل هذه المجموعات تسمى بالكروموفورات (Chromophores). يكون هذا الكروموفور قابلاً للانتقال الالكتروني عند تعرضه للأطوال الموجية للطيف المرئي والفوق بنفسجي (UV – visible) وبهذا الانتقال الالكتروني يعطي المركب لوناً مميزاً ومن الأمثلة على مثل هذه المركبات بيتا كاروتين (ß-Carotene ) والكيونونات (Quinonones) و أصباغ الآزو والبورفيرينات (Porphyrins).
المصدر:
