El color es luz visible, y sus distintos tonos los dan las diferentes longitudes de onda de un espectro de ondas muy amplio, del cual una parte infinitesimal es la que nuestro ojos pueden ver, luego de que alguna sustancia química o pigmento con cierta estructura atómica particular lo hace rebotar hasta nuestros ojos .
Son 15 las causas de que las cosas tengan color. Pero todas ellas -menos una -se deben a la interacción entre los electrones de los átomos que componen las cosas y los fotones, que son las partículas de la luz que las ilumina.
Estos causas de ver colores son variadas y hay combinaciones entre ellas, pero resumiendo, se trata de fenómenos a nivel electrónico como vibraciones y excitaciones electrónicas como la incandescencia ( fuego y lamparitas de tungsteno) , excitaciones de gas (luz de neón , aurora boreal) , vibraciones y rotaciones (hielo azul y agua ). saltos electrónicos en compuestos de metales de transición ( turquesa, óxidos) , saltos electrónicos por impurezas en un mineral ( rubíes , esmeraldas,) , las órbitas moleculares de compuestos orgánicos (índigo, clorofila), transferencia de carga ( zafiro azul y lapislázuli ) , bandas energéticas ( metales y aleaciones como el bronce y el oro) , semiconducción (amarillo de cadmio, bermellón ) y centros de color (amatista y topacio). Hay colores que se ven por fenómenos físicos y ópticos como refracción con dispersión (arco iris ) , dispersión (el cielo azul, los ojos azules , los crepúsculos rojos) o difracción ( ópalos). . Uno de los más bellos efectos de color es causado por la interferencia (en burbujas de jabón, madreperla tornasolada , las plumas del pavo real y escarabajos iridiscentes), que es cuando una onda de luz se parte en dos al entrar a un medio transparente, y los distintos haces sufren un retardo de salida y se recombinan al salir , y cuando llegan a otra interfaz , algunos se refuerzan e intensifican el color.
Aprovechando estos conocimientos, nanotecnólogos de la Universidad de California han descubierto que aplicando simplemente un campo magnético externo a una solución colidal de partículas muy pequeñas de óxido de hierro suspendidas en agua,al reflejar la luz, estas particulas llamadas cristales fotónicos, muestran brillantes colores que pueden regularse y variar como uno lo desee .El descubrimiento ofrece la posibilidad de revolucionar la calidad y el tamaño de pantallas electrónicas de bajo costo , fabricar papel electrónico que pueda borrarse y reescribirse, y tintas que puedan cambiar de color al aplicarle un campo electromagnético.Ya existen pinturas y ceramicas que cambian de color según la temperatura ambiente, al afectar el rebote de la luz de distinta longitud de onda.
La mayoría de los procesos a nivel atómico permite ver colores preciosos cuando un electrón rebota entre los átomos absorbiendo energía de la luz y mostrándonos colores hermosos en el proceso, lo que sucede en ciertos metales en transición, que parecen piedras muertas, pero tienen gran actividad electrónica en su interior.
Ciertos átomos se oxidan, trasladan o recombinan, pasando de su posición normal a cierta estructura diversa, en la cual un electrón que queda suelto y al estar excitado absorbe luz. Un ejemplo: muchas variedades de cuarzo (óxido de silicio) se “contaminan” con aluminio o hierro. Cuando un cuarzo es marrón amarillento es porque lleva algo de aluminio adentro que hace que un electrón de oxígeno cerca de un átomo de aluminio se salga de su órbita , absorba luz y se cargue de energía de modo tal que “ chupa” todos los colores del espectro menos los haces de luz que percibimos como marrón amarillento . El hierro mezclado en el cuarzo debería tiznar al cuarzo de amarillo, pero como el átomo de hierro de triple carga positiva (Fe3) se oxida y pasa a tener más carga ( Fe4), el electrón impar del oxígeno se pone como loco y absorbe de pronto más colores…dejando fuera al violeta. Por ende, después de todo este baile de la escoba atómica, el cuarzo teñido de hierro se llama amatista. Para nuestra inmensa alegría, quedando electrones sueltos, tenemos una bonita piedra de color violeta y no de color marrón ( como podría haber sido), sólo porque los electrones de oxígeno acompañados de otros metales se ponen a saltar de acá para allá como cuando en una reunión sólo de chicas de golpe entra un grupo de muchachos guapos y ellas corren a pintarse los labios. Los silicatos de alumnio, fluor , fósforo y boro con impurezas de cromo, hierro, cobre o manganeso que tienen sus electrones a los saltos son los que se llevan las palmas en lograr colores impactantes como los que vemos en la turmalina, el topacio, el granate y la esmeralda.
Piedra Color Cristal huésped Impureza
Rubí Rojo Óxido de Aluminio Cromo
Esmerald Verde Aluminosilicato de berilo Cromo
Granate Bordó Aluminosilciato de calcio Hierro
Topacio Amarillo Fluorosilicato de aluminio Hierro
Turmalina Rosado Boroaluminosilicato de calcio y litio Manganeso
Turquesa Azul verdoso Fosfoaluminato de cobre Cobre
.En resumen, los colores en la piedras preciosas son como el juego de la silla : cada uno busca su lugar, y el que queda suelto ….se va a Berlín ( nuestros ojos), que es el color que vemos: rojo en el rubí, azul en el zafiro, verde en la esmeralda. Los diamantes son blancos porque su estructura férreamente unida no deja pasar ni un haz de luz y la rebota toda: es el material más compacto de la naturaleza,por ende no deja que entre nada de luz a su estructura y se ve tranparente. Para que el zafiro sea azul alcanza que esté contaminado sólo con un 0.01% de titanio y hierro. Al rubí estos saltos de transferencia electrónica le cuestan más y necesita un 1% de impurezas de cromo para ser rojo . Ese proceso dura un femtosegundo, que es un 10 a la -15 potencia de segundo , que es la misma relación con un segundo que un segundo tiene con la edad del universo, que se calcula de 1018 segundos, y es un ciclo sin fin que sostiene un nivel de energía estable a través de sucesivos estados de relajación (post – excitación) que dura 10-10 segundos, casi un millón de veces más tiempo que la excitación .Como todos nosotros, los electrones también descansan más de lo que trabajan. Pero mientras todo esto sucede en el corazón de una piedra, uno pierde veinte minutos buscando las llaves del auto, sin emanar en el proceso ningún color interesante. Lo que es un verdadero bochorno para la especie humana.
