5.-luokan fysiikan kirjassa sanotaan, että atomit ovat värittömiä. Miten tämä on mahdollista? Eikö kaikella ole jokin väri?
Hauska kysymys, jota voisi pohtia vaikka kuinka monelta kantilta!
Atomit eivät ole minkään värisiä, koska ne ovat niin pieniä ettei niitä voi nähdä. Ja kun sanon että atomeita ei voi nähdä, niitä ei ihan oikeasti voi nähdä, vaikka otetaan miten voimakas valon avulla toimiva mikroskooppi. Näkeminen yleensä ja myös värien näkeminen perustuu sille että valoaallot ”kimpoavat” kappaleiden pinnasta ihmisen silmään. Atomin tapauksessa ongelma on se, että atomit ovat liian pieniä, jotta valoaallot voisivat ”kimmota” selkeästi atomin yksityiskohdista. Atomin rakennetta ei siis voi tarkastella valon avulla.
Sopivassa tapauksessa elektroni saattaa kuitenkin värähdellä valoaallon vaikutuksesta, siten että elektroni synnyttää uuden valoaallon. Uusi valoaalto voidaan havaita ja sillä on jokin väri. Tutkimalla sitä mitä värejä tai aallonpituuksia atomit lähettävät saadaan tietoa niiden rakenteesta. Atomit voivat kuitenkin värähdellä monilla eri tavoilla riippuen siitä minkälainen valoaalto niihin osuu ja siitä minkälaisessa molekyylissä, sidoksessa tai järjestyksessä ne ovat muiden atomien kanssa. Värit syntyvät kun suuri joukko valoaaltoja on tekemissä suuren atomijoukon kanssa esimerkiksi jonkun kappaleen pinnalla.
Yksi hyvä esimerkki värien monimutkaisesta syntymisestä on alkuaine seleeni. Seleeni voi esiintyä ainakin kolmessa eri muodossa, joista jokaisessa atomit ovat eri järjestyksessä ja jokainen muoto on siksi erivärinen; yksi muoto on harmaa, yksi punertava ja yksi metallinen. Toinen esimerkki on veren rauta, joka värjää veren punaiseksi. Pienissä määrissä rauta näyttää punaiselta. Rauta- tai seleeniatomeita ei kuitenkaan voida katsoa eikä niillä ole väriä.
Yksi pienimmistä asioista joita näkyvällä valolla vielä voidaan havaita ovat virukset. Tätä pienempiä asioita pitää havaita laitteilla, jotka perustuvat esimerkiksi ultraviolettivaloon, röntgensäteisiin tai korkeaenergisiin elektroneihin.
Miikka de Vocht, tohtorikoulutettava
Fysiikan laitos, Helsingin yliopisto
