Наночастицы золота имеют различный цвет

[Alexeybk5]

Здравствуйте, помогите понять, почему наночастицы золота, меняют свой цвет, в зависимости от своего размера ?


и почему наночастицы когда находятся в соединённом состоянии (несколько частиц объединятся в одну группу), то принимают синий цвет, а когда находятся в not-agregated состоянии, то имеют красный цвет ?

[nikvic]

А как "устроен" разноцвет крыльев бабочки?

[Alexeybk5]

ну как я понимаю, что цвет, например красный, это волна, которая отражается от материала (крыла бабочки) с частотой $4*10^{14}$, и наш глаз распознаёт это волну как красный цвет. Остальные же волны света поглощаются материей.

В книге написано, что чем меньше размер наночастицы золота, тем больше расстояние запретной зоны и увеличивается расстояние между энергетическими уровнями. Поэтому когда фотон поглощается наночастицей, и затем ею излучается, то частота, с которой фотон был "поглощён" частицей, отличается от той, с которой он излучается.

Поэтому наночастицы различного размера имеют различные цвета.


то есть я сейчас сам ответил на свой вопрос ? Хотя всё равно немного запутанно...

http://www.google.pt/imgres?imgrefurl=http%3A%2F%2Fwww.jpbsonline.org%2Farticle.asp%3Fissn%253D0975-7406%3Byear%253D2010%3Bvolume%253D2%3Bissue%253D4%3Bspage%253D282%3Bepage%253D289%3Baulast%253DMody&tbnid=YlavA9mMad98BM:&docid=IHjwmwLgNjzlPM&h=434&w=743


Но я всё равно не понимаю, почему тогда цвет также зависит от формы наночастиц ?
http://www.jpbsonline.org/viewimage.asp?img=JPharmBioallSci_2010_2_4_282_72127_f3.jpg

и почему agregated наночастицы, имеют синий цвет (волна с большей частотой/энергией), тогда как наночастицы not-agregated обладают красным цветом ?


Вы не могли бы пожалуйста пояснить также Surface Plasmo Resonance эффект ?

"колеблющееся электронное поле волны, назодится в резонансе с движением электрона"....

[Munin]

Alexeybk5 в сообщении #841723 писал(а):

Но я всё равно не понимаю, почему тогда цвет также зависит от форму наночастиц ?

Уровни зависят от формы резонатора.

[Alexeybk5]

т.е. наночастица выступает в роли резонатора, поэтому от её формы и меняются электронные уровни ?

[Munin]

Ну что такое вообще уровни в кристалле, что электронные, что фононные? Это бултыхается какая-то волновая функция (блоховская) в объёме кристалла. Естественно, форма кристалла будет на неё влиять как резонатор на собственные гармоники. Представьте себе гитару, лютню и скрипку.

[Alexeybk5]

Спасибо, метафора очень хорошая !

Вы не могли бы тогда уточнить, почему всё же, когда синий цвет "входит" в наночастицу размером , к примеру , в 10нм, и из этой частицы "выходит" красный цвет (волна с меньшей частотой)

а, если синий цвет (волна) входит в частицу 7 нм, то выходит жёлтый цвет

и если синий цвет входит в частицу в 5 нм, то "выходит" волна, синего цвета ...

Т.е. чем меньше частица, тем больше расстояние между уровнями, но соответственно \нергия излучаемого фотона должна быть больше, а соответственно цвет волна должна быть большей частотой. Но как тогда объяснить, что синяя волна входит в наночастицу 10 нм , и выходит из неё "красной" волной ?

[nikvic]

Alexeybk5 в сообщении #841791 писал(а):

Вы не могли бы тогда уточнить, почему всё же, когда синий цвет "входит" в наночастицу размером , к примеру , в 10нм, и из этой частицы "выходит" красный цвет (волна с меньшей частотой)

В статье, как я понял, спектры поглощения, а цвет - при освещении белым светом.

[Alexeybk5]

nikvic
Да, в статье освещаются частицы белым светом.

но в конспекте лекций, изображена волна "входящая" синим цветом...



Главное, что я не могу понять, так это почему в наночастицах мЕньшегоо размера, цвет синий, когда как наночастицы бОльшего размера, красный ?

[nikvic]

Меньший размер сильнее поглощает синие?

[Alexeybk5]

nikvic в сообщении #841843 писал(а):

Меньший размер сильнее поглощает синие?

Тогда цвето должен быть красным, но нет, написано наоборот,

Что наночастица бОльшая (положим 10 нм) имеет красный цвет (раствор с наночастицами в 10 нм имеет цвет), когда же раствор с наночастицами в 5 нм, имеет синий цвет.
Т.е. бОльшие частицы поглощают синий цвет, а меньшие поглощают красный цвет....
Так вот почему с физической точки зрения меньшая частица поглощает более длинную волну, когда как бОльшая частица поглощает короткую волну?

[nikvic]

Гм, действительно.
http://www.jpbsonline.org/articles/2010 ... 127_f4.jpg
Посмотрел - кривые бимодальны, и для больших частиц минимум приходится боль-мень на красный цвет.

[Alexeybk5]

nikvic
что-то я запутался

получается, что

1) если бОльшая частица даёт красный свет, значит она поглощает зелёный
http://web.usal.es/~jmcsil/biblioteca/biofisica/unizar/ABSUV10.gif
у зелёного цвета длина волны ~ 540нм



2) меньшая частица даёт синий цвет, значит меньшая частица поглощает оранжевую волну
http://www.google.pt/imgres?imgrefurl=http%3A%2F%2Fwww.jpbsonline.org%2Farticle.asp%3Fissn%253D0975-7406%3Byear%253D2010%3Bvolume%253D2%3Bissue%253D4%3Bspage%253D282%3Bepage%253D289%3Baulast%253DMody&tbnid=YlavA9mMad98BM:&docid=IHjwmwLgNjzlPM&h=434&w=743

оранжевая имеет длину волны ~ 600 нм


3) золото в нормальном (т.е. "макро" частица) виде имеет "золотистый"/жёлтый цвет, значит оно поглощает волну фиолетового цвета, где

фиолетовая волна имеет длину ~ 480 нм,



а это значит, что по мере уменьшения размера частицы, она поглащает каждый раз более ДЛИННУЮ волну, т.е. волну с МЕНЬШЕЙ энергией.




!!!!!

Если я нигде не ошибся, то как же тогда с этим всем вяжется утверждение, что с уменьшением частицы, увеличивается Запретная зона ???

[Bulat Mikhametshin]

при удлинении золота цвет меняется на фиолетовый, а при сжатии на красный. если нанести наночастицы на полимерную пленку и давить на нее цвет будет меняться (это не зависит от мелкости и окружающей среды, а зависит только от давления)

[photon]

Alexeybk5 в сообщении #841933 писал(а):

3) золото в нормальном (т.е. "макро" частица) виде имеет "золотистый"/жёлтый цвет, значит оно поглощает волну фиолетового цвета, где
...
Если я нигде не ошибся, то как же тогда с этим всем вяжется утверждение, что с уменьшением частицы, увеличивается Запретная зона ???

А какая запрещенная зона у металлов?