Explique como são produzidas as cores dos fogos de artifício quando estouram.

Passo 1

Resumo do enunciado: a pergunta é “como as cores dos fogos de artifício aparecem na explosão?”.
Conteúdo da matéria: espectroscopia atômica e transições eletrônicas em metais.
O que vamos precisar: entender que, ao aquecer sais metálicos, seus elétrons sobem e descem de níveis de energia, emitindo luz de cores específicas (E = h·ν e λ = c/ν).

Passo 2

Quando o fogo de artifício explode, a temperatura chega a vários milhares de graus. Essa energia térmica faz os elétrons dos átomos dos sais metálicos absorverem energia, pulando para níveis de energia mais altos.
Teoria aplicada: nível de energia E = h nu . Ao retornar a um nível mais baixo, cada elétron emite um fóton cuja energia é
lambda = cnu = hcE
onde é a constante de Planck e é a frequência da luz. Como , podemos escrever

Passo 3

Cada metal tem “combinações” de níveis de energia próprias, então emite fótons com comprimentos de onda ( ) diferentes. Na prática, a composição química do pó dos fogos inclui sais de metais que você adiciona justamente para obter a cor desejada:
  • Estrôncio (Sr²⁺) → vermelho ( nm)
  • Bário (Ba²⁺) → verde ( nm)
  • Cobre (Cu²⁺) → azul ( nm)
  • Sódio (Na⁺) → amarelo ( nm)

Passo 4

Na fórmula do fogo de artifício, além desses sais coloridos, há um oxidante (ex.: nitrato de potássio) e um combustível. Quando estoura, o calor libera os elétrons dos sais, eles voltam e emitem luz caracterizada pela cor do íon metálico.
Resumindo, a cor vem da “assinatura” de emissão de cada metal.

Resposta

As cores dos fogos de artifício surgem porque, na explosão, sais metálicos têm seus elétrons excitados a níveis mais altos e, ao voltarem, emitem fótons com comprimentos de onda específicos (E = h·ν, λ = c/ν). Cada metal (estrôncio, bário, cobre, sódio, etc.) dá uma cor diferente (vermelho, verde, azul, amarelo) por causa de seus níveis de energia únicos.

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