בואו לגלות את עמוד הכתבה החדש שלנו
 

אתם מחוברים לאתר דרך IP ארגוני, להתחברות דרך המינוי האישי

טרם ביצעת אימות לכתובת הדוא"ל שלך. לאימות כתובת הדואל שלך  לחצו כאן

לקרוא ללא הגבלה, רק עם מינוי דיגיטלי בהארץ  

רשימת קריאה

רשימת הקריאה מאפשרת לך לשמור כתבות ולקרוא אותן במועד מאוחר יותר באתר,במובייל או באפליקציה.

לחיצה על כפתור "שמור", בתחילת הכתבה תוסיף את הכתבה לרשימת הקריאה שלך.
לחיצה על "הסר" תסיר את הכתבה מרשימת הקריאה.

לצבוע להבה

תגובות
טקס לציון שנה לאולימפיאדת החורף ב-2018
Lee Jin-man/אי־פי

מאז שהאדם הראשון חזה בלהבה בוערת ונדהם מהמראה המהפנט, היתה לבני האדם תשוקה לא מוסברת ללהבה הצהובה. גם אם אינכם פירומנים שמנסים להצית כל דבר רק כדי לראות שוב את הלהבה הרוקדת, אין ספק שקרה כבר שמצאתם את עצמכם יושבים ובוהים בלהבות מדורת ל"ג בעומר עד שאבדה לכם תחושת הזמן.

עם השנים, ובעזרת הכימיה, מצאו בני האדם דרך לשדרג את הלהבה השגרתית ולהוסיף צבעים ללהבה הפוחזת. את היכולת לצבוע להבה רתמו בני האדם בראש ובראשונה להעמקת מערכת היחסים בין האדם הצופה ללהבה הצוחקת. כך נולדו כל אותם מופעים פירוטכניים וזיקוקי הדי-נור שצובעים את השמיים בכל אירוע חגיגי ראוי לשמו.

את הידע על מקור הצבע של להבה מנצלים כימאים ככלי אנליטי לזיהוי המרכיבים של חומר לא ידוע. כששורפים את החומר, הצבעים שמתגלים במהלך התהליך– או במונחים מדעיים"ספקטרום הפליטה של החומר", מאפשר לזהות יסודות שנמצאים בחומר. עם הזמן נמצאו לכך יישומים נוספים, כמו איתותי מצוקה, נורי תאורה וסימון, ואפילו מלחים שמיועדים לצבוע את הלהבה הבוערת באח ביתי להנאתנו.

אז איך צובעים להבה?

צביעת להבה בעזרת מלחים  | הסרטון הופק בידי ScienceCompany

אש צבעוניתScienceCompany

כדי להבין את מקור הצבע של הלהבה עלינו לחזור לרגע ליסודות הכימיה ולסידור המרחבי של האלקטרונים באטום.

מרכזו של האטום, הגרעין שלו, מכיל פרוטונים בעלי מטען חיובי וניוטרונים בעלי מטען ניטרלי. האלקטרונים, בעלי המטען השלילי, נעים סביב הגרעין במהירויות עצומות הקרובות למהירות האור. תנועת האלקטרונים אינה אקראית, כך שבאופן קצת פשטני אפשר לומר שהם "מסודרים" בצורה כזאת שהם מאכלסים נתיבי תנועה מסוימים סביב הגרעין. הנתיבים האלה נקראים "אורביטלים אטומיים".

לכל אטום יש מספר ספציפי של אורביטלים אטומיים שמאוכלסים על ידי אלקטרונים. האורביטלים מייצגים את רמות האנרגיה השונות של האלקטרונים, כך שאלקטרונים ברמות אנרגיה גבוהות אוצרים יותר אנרגיה מאלקטרונים שנמצאים ברמות אנרגיה נמוכות.

בתהליך השריפה של מלחים אנו מספקים אנרגיה עצומה ליוני המתכת שמרכיבים את המלח. האנרגיה הזו מספיקה כדי להקפיץ אלקטרונים מרמת האנרגיה (או האורביטל האטומי) שבה הם נמצאים לרמת אנרגיה גבוהה יותר.

ככלל, אלקטרונים אוהבים יציבות וישאפו להיות במצב האנרגטי היציב והנמוך ביותר. ככל שרמת אנרגיה גבוהה יותר כך היא יציבה פחות, כך שאחרי שאלקטרון מוקפץ לרמת אנרגיה גבוהה יותר, הוא נוטה לא להישאר בה. האלקטרון שהוקפץ לרמה אנרגטית גבוהה יותר שואף לרדת חזרה לרמת האנרגיה הנמוכה יותר, אבל יש לו בעיה – האנרגיה שלו גבוהה מדי בשביל לחזור לרמת האנרגיה הנמוכה.

כדי לפתור את המצב "לשביעות רצונו", האלקטרון משחרר כמות אנרגיה מסוימת לסביבה ואז יכול לחזור לרמה אנרגטית נמוכה ויציבה יותר. האנרגיה שהאלקטרון משחרר לסביבה היא האור, או ליתר דיוק הצבע שנראה. כמות אנרגיה מסוימת מיתרגמת לאורך גל מסוים של אור, וכל אורך גל של אור הוא בעצם צבע.

לאטומים ספציפיים יש נטייה לשחרר כמויות אנרגיה ספציפיות כשהאלקטרונים שלהם חוזרים לרמות אנרגיה נמוכות אחרי שהשריפה הקפיצה אותם לרמות גבוהות יותר. כמויות האנרגיה שהאטומים נוטים לשחרר מתבטאות בצורת צבעים שנפלטים בזמן השריפה, כך שאם נזהה את הצבעים הנפלטים בשריפה נוכל לזהות אילו אטומים נמצאים בחומר.

אז אנחנו יודעים שכדי להשיג צבע מסוים של להבה כל מה שאנחנו צריכים לעשות הוא לזרוק לאש את האטומים הנכונים. ברגע שאנחנו חמושים בידע הזה, כל שנותר לנו כדי לצבוע להבה הוא לדעת את צבעם של אטומים שונים, או במינוח מדעי מדויק יותר – מהו ספקטרום הפליטה של אטומים מסוימים.

כמה דוגמאות לצבע שנפלט בשריפה של מלחי מתכת מסוימים:

מלחי ליתיום (Li) יישרפו בצבע אדום.
מלחי נתרן (Na) יישרפו בצבע כתום.
מלחי אשלגן (K) יישרפו בצבע ורדרד.
מלחי צזיום (Cs) יישרפו בצבע סגול.
מלחי סידן (Ca) יישרפו בצבע כתום-אדום.
מלחי בריום  (Ba) יישרפו בצבע ירוק.
מלחי עופרת (Pb) יישרפו בצבע אפור או לבן.
מלחי נחושת (Cu) יישרפו בצבע ירוק.


אש הייתה מעניינת ויפה לצפייה ותישאר יפה תמיד, גם בצבעים אקזוטיים וגם כשהיא אש מדורה רגילה לחלוטין. חשוב רק לזכור שהאש גם מסוכנת, אם לא נוקטים באמצעי זהירות מתאימים.

איתן אוקסנברג הוא דוקטורנט ממכון ויצמן למדע וכתב באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי. לתוכן מדעי נוסף, הורידו את האפליקציה



תגובות

דלג על התגובות

בשליחת תגובה זו הנני מצהיר שאני מסכים/מסכימה עם תנאי השימוש של אתר הארץ

סדר את התגובות

כתבות שאולי פספסתם

*#
בואו לגלות את עמוד הכתבה החדש שלנו