ruua

Почему снег белый?


Когда мы просыпаемся после сильного ночного снегопада и смотрим в окно, то, конечно же, видим мир белого цвета. Но если мы открываем кран или морозильную камеру, то наблюдаем, что жидкая вода и лед обычно кажутся прозрачными.

Итак, почему снег белый?

Почему снег белый?
Изображение: Filip Bunkens/Unsplash

Чтобы объяснить то, как H2O, по своей природе прозрачное вещество, может превращаться во что-то белое, профессор физики Калифорнийского технологического института Кеннет Либбрехт использует аналогию:

«Если вы возьмете кусок стекла, например оконное стекло, которое очевидно прозрачное, но затем достанете молоток и разобьете стекло на маленькие кусочки… оно становится белым».

Либбрехт говорит, что ключом к пониманию этого эффекта является отличие во взаимодействии света с одной поверхностью, такой как окно, и 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), либо поглощается («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 неё, не меняя свой путь. И поскольку, согласно Popular Science, наши глаза видят объекты только путем обработки световых волн, отраженных или поглощаемых объектом, стекло и лед часто кажутся прозрачными.

Однако в случае битого стекла существует бесчисленное множество неровных поверхностей. Когда свет падает на эти неровные поверхности, он отражается и рассеивается во всех направлениях. Это также верно в отношении снежинок, которые состоят из сотен крошечных кристаллов льда, различающихся по форме и структуре. Поскольку свет, падающий на стеклянные осколки или снежинки, в равной степени отражается обратно, эти лучи включают в себя все составные длины волн цветов видимого света (красного, оранжевого, желтого, зеленого, синего, индиго и фиолетового), которые вместе выглядят белыми. Вот почему наш глаз «видит» белый цвет, когда мы смотрим на снег.

И хотя естественный цвет снега может быть белым, известно, что он способен принимать и более гипнотизирующие оттенки

По словам Либбрехта, снежный покров, айсберги и ледники иногда могут казаться синими — когда свет проникает в их пласты через трещины и щели (а не отражается от их поверхностей) и попадает в ловушку. При путешествии этого света внутри снега и льда его рассеивают бесчисленные кристаллы. И чем дальше он путешествует, тем больше раз рассеивается. А поскольку вода и лед «предпочтительно поглощают больше красного света, чем синего», после выхода световых лучей из слоев снега к нашим глазам отражаются короткие синие волны, а не более длинные красные. И чем дольше повторяется рассеяние, тем заметнее будет синий оттенок.

Также задокументирован розовый или красный снег, прозванный «арбузным снегом». Его красный цвет обусловлен пресноводными водорослями, обитающими в снежном покрове. Точно так же снег могут окрашивать и другие частицы и организмы. Так что Либбрехт допускает, что гипотетически снег может принимать любой цвет радуги.

И, конечно, не является секретом, откуда взялся ещё один цвет снега: если вы видите желтый снег, можно с уверенностью сказать, что поблизости есть следы людей или животных.