שלום אריאל,
למולקולה בודדת (למשל, בפאזה גאזית בה המרחקים בין המולקולות מאוד גדולים) יש צבע במובן זה שיש לה ספקטרום בליעה. כאשר יש בליעה באורך גל כלשהו בתחום הנראה, המולקולה תיראה כבעלת הצבע המשלים. הבליעה נובעת משני מצבים אלקטרוניים שהמרווח האנרגטי ביניהם זהה לאנרגית האור (הפוטון) הנבלע, מה שמשרה במולקולה מעבר אלקטרוני מרמת היסוד לרמה המעוררת. אם הרבה מולקולות מעוררות ולא מודעכות על-ידי התנגשויות, נוכל לעתים "לראות" את המעבר בכיוון ההפוך: מהרמה האלקטרונית המעוררת חזרה לרמת היסוד. זהו ספקטרום הפליטה שנקרא פלורסצנציה או פוספורסצנציה, בהתאם לסוג הרמה המעוררת. אנו נראה את החומר "זורח", בדומה לנצנצים של יום העצמאות (או לליט סטיק הצבאי, שם מקור האנרגיה המעוררת הוא בריאקציה כימית). ספקטרום הפלורסנציה כמעט תמיד מוסט לאדום (אורכי גל ארוכים יותר) ביחס לבליעה (מה שנקרא הסחת סטוקס) כך שלחומר הזורח צבע אחר בזמן זריחתו.
שים לב שהצבע בעצם נובע מכך שיש למולקולה רמות אנרגיה בדידות, כי לו בלעה בכל אורכי הגל במידה שווה הצבע היחיד היה שחור. קיום רמות אנרגיה נובע מתורת הקוונטים (אלו פתרונות של משוואת שרדינגר), כך שכל בוקר שאנו מתעוררים ורואים סביבנו עולם בצבע עלינו להודות לתורת הקוונטים...
לבסוף, כשמולקולות במגע זו עם זו רמות האנרגיה שלהן משתנה וכך גם הצבע. השינוי במיוחד חריף בחומר ננומטרי, למשל ננו-נקודות (כדורונים בגודל ננומטרי). ככל שרדיוסם גדל, הצבע מוסט לאדום (זהו אפט הקרוי "חלקיק בקופסה" בתורת הקוונטים). חומרים אלו יכולים לזרוח בכל צבעי הקשת (בהתאם לרדיוס, כאמור) ולהוות בסיס לתעשיה האלקטרואופטית.
בברכה,
פרופ' נועם אגמון
מתמטיקה ומדעי הטבע, המכון לכימיה
האוניברסיטה העברית
