ما هو السبب في ظهور الألوان المختلفة في اللهب؟

الألوان تظهر كنتيجة لعملية انبعاث الضوء emission عند طول موجي محدد، أو كنتيجة لعملية امتصاص لضوء عند طول موجي محدد.  وكل من عملية الانبعاث والامتصاص مرتبطتان بإثارة الكترونات الذرة.

الالكترونات في الذرة تمتلك طاقات مختلفة حسب موقعها في مدارات الذرة (مستويات الطاقة) فكلما اقتربت الالكترونات من النواة كلما كانت طاقة وضعها اقل من تلك الالكترونات البعيدة عن النواة.  ولذلك لكي ينتقل الإلكترون من مستوى طاقة قريب من النواة إلى مستوى طاقة ابعد عليه ان يمتص طاقة خارجية قد تكون على شكل حرارة أو ضوء أو تصادمات مع الكترونات حرة. ويكون الإلكترون في هذه الحالة مثارا وعندما يعود لمستوى طاقته الأصلي فانه يتخلص من الطاقة الإضافية على شكل فوتون يحمل فرق الطاقة بين المستوى المثار والمستوى الأصلي.

 ومن هنا نحصل على لون الضوء الذي نراه.

فطاقة الفوتون تتناسب مع تردده فكلما كانت طاقة الفوتون كبيرة كان التردد كبيرا وهذا يعني ان الضوء سيكون ازرق وكلما قل التردد اتجهنا إلى اللون الأحمر مرورا بألوان الطيف المعروفة.

ويحدث نفس الشيء في اللهب حيث ان الالكترونات تثار إلى مستويات طاقة عالية بواسطة الطاقة الحرارية.  وعندما تعود الالكترونات المثارة لمدارتها الأصلية فإنها تطلق فوتونات بترددات مختلفة حسب الفرق بين مستويات الطاقة التي انتقلت منها.  وكلما زادت درجة الحرارة كلما حصلنا على فوتونات بترددات اعلي لان الالكترونات ستثار لمستويات طاقة اكبر.  كما انه يجب ان نعلم ان لون اللهب ايضا يعتمد على نوع الذرات الموجودة في المادة التي تنتج اللهب.  وذلك لان كل ذرة لها مستويات طاقة مختلفة عن أي ذرة أخرى. فمثلا لو وجدت ذرات نحاس في اللهب فنجد ان لون اللهب أصبح اخضر ويمكنك ان تجرب ذلك بوضع قطعة نقود نحاسية بجانب لهب شمعة مثلا.