Почему белоснежка?

Представьте, что вы просыпаетесь после ночи сильного снегопада - вы смотрите в окно и видите мир белого цвета. Но если вы включите кран или откроете морозильную камеру, вы заметите, что жидкая вода и лед обычно кажутся прозрачными. Итак, почему белоснежка?

Когда дело доходит до понимания того, как Н2О, изначально прозрачное вещество, может превращаться во что-то белое, Кеннет Либбрехт, профессор физики Калифорнийского технологического института и автор книги snowcrystals.com Сайт о физике снежинок использовал следующую аналогию. «Если вы возьмете кусок стекла, например оконное стекло, которое очевидно прозрачное, но затем вы достанете молоток и разобьете стекло на маленькие кусочки… теперь оно белое».

Либбрехт сказал, что ключ к этой разнице заключается в том, как свет взаимодействует с одной поверхностью, такой как окно, по сравнению с многогранными поверхностями, такими как битое стекло, и что та же концепция применима к снегу.

Согласно науке об оптике, когда свет попадает на объект, он либо передается (проходит через объект), поглощается (он «впитывается» в объект), либо отражается (отражается от объекта). Когда свет падает на гладкую плоскую поверхность, такую ​​как стекло или лед, его видимые лучи обычно проходят прямо сквозь них, не нарушая их пути. И поскольку наши глаза видят объекты только путем обработки световых волн, отраженных от объекта или поглощаемых им, поэтому стекло и лед часто кажутся прозрачными.

Однако теперь в случае битого стекла существует бесчисленное множество неровных поверхностей. Когда свет падает на эти неровные поверхности, он отражается и рассеивается во всех направлениях. То же самое и со снежинками, которые, по мнению Университетская корпорация атмосферных исследований, состоят из сотен крошечных кристаллов льда, различающихся по форме и структуре. Поскольку свет, падающий на стеклянные осколки или снежинки, одинаково отражается обратно, эти лучи включают в себя все составные цвета длины волны видимого света (красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый), которые вместе выглядят белыми. Вот почему наш глаз «видит» белый цвет, когда мы смотрим на снег.

«Снежный бант» красок

Хотя естественный цвет снега может быть белым, известно, что он принимает более гипнотизирующие оттенки.

По словам Либбрехта, снежный покров, айсберги и ледники иногда могут казаться синими, когда свет проникает в их животы через трещины и щели (а не отражается от их поверхностей) и попадает в ловушку. Когда этот свет путешествует по снегу и льду, бесчисленные кристаллы льда разбрасывают его на своем пути. Чем дальше он путешествует, тем больше раз разбегается. Поскольку вода и лед «предпочтительно поглощают больше красного света, чем синего», когда световые лучи, наконец, выходят из слоев снега, к нашим глазам отражаются короткие синие волны, а не более длинные красные волны. Чем дольше повторяется рассеяние, тем заметнее будет синий оттенок. В Национальный центр данных по снегу и льду предполагает, что глубина снега не менее нескольких футов (1 фут составляет 0,3 метра), чтобы увидеть любой оттенок.

Также задокументирован розовый или красный снег, прозванный «арбузным снегом». Его цвет - это красный цвет пресноводных водорослей, любящих холод, обитающих в снежном покрове. Точно так же другие частицы и организмы тоже могут окрашивать снег. Из-за этого Либбрехт допускает, что, гипотетически, снег мог принимать любой цвет радуги.

Конечно, не секрет, откуда взялся один цвет снега; Если вы видите желтый снег, можно с уверенностью сказать, что поблизости есть следы животных.