¿Las cosas tienen colores porque sus electrones se excitan cuando los fotones los golpean?

Esto es exactamente por qué vemos colores. En un sentido básico, los fotones impactan a los átomos. Al hacer esto, elevan un electrón a un nivel de energía más alto. La energía del fotón se transfiere básicamente al átomo. Después de esto, el electrón volverá a caer a un nivel de energía más bajo y emitirá un fotón con una longitud de onda correspondiente a la diferencia entre los niveles de energía (frecuencia del fotón). Vemos estas diferentes longitudes de onda como colores. Siendo emitido por los átomos. Esta idea fue generalizada por primera vez por el modelo Bhor del átomo, que muestra que los átomos tienen diferentes orbitales o niveles de energía para los electrones. (Ahora sabemos que los orbitales no están fijos en su posición debido a la mecánica cuántica, pero eso está saliendo del tema).

El modelo del átomo de Bohr se parecía a esto:

Imagen cortesía de Google Images y Wikipedia.

Los diferentes átomos también tienen diferentes propiedades de absorción de luz, lo que básicamente significa que la energía de los fotones está siendo absorbida por los átomos y la longitud de onda a la que los fotones están siendo emitidos por el átomo tiene menos energía que cuando el fotón impactó el átomo. Esta energía se puede convertir en energía térmica, entre otras formas de energía cinética. (Hay algo llamado la ley de radiación del cuerpo negro, que establece que no existe un material que absorba el 100% de la radiación electromagnética que lo impacta. El material más cercano que conocemos que absorbe toda la luz que lo golpea es Vantablack .

Imagen cortesía de imágenes de Google y Wikipedia.

En conclusión, los fotones que impactan los átomos y los electrones se excitan a niveles de energía más altos, por eso los materiales emiten diferentes colores.

Ópticamente, se conoce del estudio de luz visible, para cada color, una longitud de onda y frecuencia, por lo tanto, el espectro de luz, que es una onda electromagnética, se encuentra entre el rojo, donde su longitud de onda es la más larga, y ultravioleta, donde su onda la longitud es la más corta. También se sabe que el reflejo de la luz en ciertos ángulos da diferentes colores, como se ve en el evento de puesta de sol, el color es acorde a su ángulo de reflexión. El color del cielo es otro ejemplo.

Sí, eso es correcto. De hecho, la luz blanca contiene todo el espectro visible con todos sus colores. Por lo tanto, cuando la luz blanca golpea un objeto, los electrones dentro de los átomos que componen estos objetos se excitan y pueden alcanzar nuevos niveles de energía. Una vez que estos electrones excitados recuperan su estado de energía estable más adelante, emiten espontáneamente un fotón. Dependiendo de la cantidad de energía requerida para excitar este electrón que es equivalente a la energía transportada por el fotón mismo, el fotón emitido tiene una frecuencia característica que nos permite percibir un cierto color.

La luz que cae sobre un objeto es absorbida por varios mecanismos, incluida la vibración, la rotación y los electrones que se mueven entre niveles en los orbitales moleculares.

Entonces podríamos pensar en ellos como negros.

Pero algunas transiciones son reversibles (aproximadamente al menos) y cuando se emite esta luz inversa.

Las sustancias más comunes emiten frecuencias que fueron absorbidas, pero algunas emiten otras frecuencias.

Si. La luz blanca tiene todas las frecuencias de fotones visibles en ella; Un objeto que tiene transiciones fácilmente excitadas por fotones rojos, amarillos y verdes pero no fotones azules se verá azul en la luz reflejada. (En luz roja se vería negra).

Se excitan con la luz pero la absorben y no emiten fotones, es cuando vuelven a un estado menos excitado que dejan un fotón de luz para que lo vean. El rojo que ves en un anillo de cocina es el anillo que se enfría. No hay color cuando se está calentando. Pero diferentes materiales dejan diferentes longitudes de onda cuando vuelven a un estado menos excitado, por lo que se ven diferentes colores. La luz los emociona, cómo retroceden, y probablemente sea diferente para diferentes materiales, es el color que muestran.