ruua

Чому сніг білий?


Коли ми прокидаємося після сильного нічного снігопаду і дивимося у вікно, то, звичайно ж, бачимо світ білого кольору. Але якщо ми відкриваємо кран або морозильну камеру, то спостерігаємо, що рідка вода і лід зазвичай здаються прозорими.

Отже, чому сніг білий?

Чому сніг білий?
Зображення: Filip Bunkens/Unsplash

Щоб пояснити те, як H2O, за своєю природою прозора речовина, може перетворюватися в щось біле, професор фізики Каліфорнійського технологічного інституту Кеннет Ліббрехт використовує аналогію:

«Якщо ви візьмете шматок скла, наприклад віконне скло, яке очевидно прозоре, але потім дістанете молоток і розіб’єте скло на маленькі уламки … воно стає білим».

Ліббрехт каже, що ключем до розуміння цього ефекту є відмінність у взаємодії світла з однією поверхнею, такою як вікно, і багатогранними поверхнями, такими як бите скло – і що та ж концепція може бути застосована до снігу.

Згідно з наукою про оптику, коли світло потрапляє на об’єкт, воно або передається (проходить через об’єкт), або поглинається ( «всотується» в об’єкт), або відбивається (відбивається від об’єкта). Коли світло падає на гладку плоску поверхню, таку як скло або лід, його видимі промені зазвичай проходять прямо крізь неї, не змінюючи свій шлях. І оскільки, згідно Popular Science, наші очі бачать об’єкти тільки шляхом обробки світлових хвиль, які відбиваються або поглинаються об’єктом, скло і лід часто здаються прозорими.

Однак у випадку битого скла існує незліченна безліч нерівних поверхонь. Коли світло падає на ці нерівні поверхні, воно відбивається і розсіюється у всіх напрямках. Це також вірно відносно сніжинок, які складаються з сотень крихітних кристалів льоду, що розрізняються за формою і структурою. Оскільки світло, що падає на скляні уламки або сніжинки, в рівній мірі відбивається назад, ці промені включають в себе всі складові довжини хвиль кольорів видимого світла (червоного, оранжевого, жовтого, зеленого, синього, індиго і фіолетового), які разом виглядають білими. Ось чому наше око «бачить» білий колір, коли ми дивимося на сніг.

І хоча природний колір снігу може бути білим, відомо, що він здатний приймати і більш гіпнотизуючі відтінки

За словами Ліббрехта, сніговий покрив, айсберги і льодовики іноді можуть здаватися синіми – коли світло проникає в їх пласти через тріщини і щілини (а не відбивається від їх поверхонь) і потрапляє в пастку. При подорожі цього світла всередині снігу і льоду його розсіюють незліченні кристали. І чим далі воно подорожує, тим більше разів розсіюється. А оскільки вода і лід «переважно поглинають більше червоного світла, ніж синього», після виходу світлових променів з шарів снігу до наших очей відображаються короткі сині хвилі, а не довші червоні. І чим довше повторюється розсіювання, тим помітнішим буде синій відтінок.

Також задокументований рожевий або червоний сніг, прозваний «кавуновий снігом». Його червоний колір обумовлений прісноводними водоростями, що мешкають в сніговому покриві. Так само сніг можуть зафарбувувати і інші частинки і організми. Так що Ліббрехт допускає, що гіпотетично сніг може приймати будь-який колір веселки.

І, звичайно, не є секретом, звідки взявся ще один колір снігу: якщо ви бачите жовтий сніг, можна з упевненістю сказати, що поблизу є сліди людей або тварин.