狭义相对论如何创造黄金色泽

到目前为止，我们一直在使用原子的玻尔模型，该模型假设电子围绕原子核运行，就像行星围绕太阳运行一样。但要追根究底，我们需要使用更准确但更复杂的量子模型。该模型用概率云取代了轨道电子，概率云显示了电子最有可能出现的位置。

但是d轨道的概率峰值离原子核更远。因为它们感觉不到强大的吸引力，所以它们不会达到很高的速度，所以它们不受这种相对论收缩的影响。更重要的是，随着s轨道中的电子与原子核的结合更加紧密，它们还起到了一种静电屏蔽的作用。因此更远的d轨道中的电子感受到来自原子核的更弱的力，并使半径进一步扩展。

在这个量子模型中，波长的吸收也发生在轨道之间。大多数金属在紫外光谱中具有峰值吸收波长，这意味着它们会反射所有可见光。对于金，这种吸收发生在5d和6s轨道之间。5d轨道上的电子会吸收一定波长的光子并跳到6s轨道上。如果不考虑相对论，从 5d 轨道跳到 6s 轨道所需的能量将对应于紫外线光谱中的频率，就像其他金属一样。 但是由于相对论效应，6s和5d轨道靠得更近了，科学家测得它对应于蓝光和紫光的频率。

吸收蓝光和紫光并反射其余可见光，黄金就呈现高贵的黄色。为什么其他更重金属（如汞和铅）没有发生这种情况，是因为它们的峰值吸收波长不在金发姑娘区。