Если вода или лёд прозрачные, почему снег белоснежный? Большинство из нас признают, что вода в чистом виде бесцветна. Загрязнения, например речная грязь, позволяют воде приобретать другие оттенки.
В случае снега он также может приобретать другие оттенки в зависимости от определенных условий. Таким образом, когда снег уплотняется, он может приобретать синий оттенок, очень часто встречающийся в голубом ледниковом льду. Но белый или синий — не единственные цвета для снега или льда. Водоросли могут расти на снегу, делая его более красным, оранжевым или даже зеленым.
Примеси в снегу окрашивают его в другие цвета, например, в жёлтый (если вы его видите, наверняка рядом есть следы животных). Из-за грязи и мусора возле дороги снег может казаться серым или даже черным.
Откуда у него свой отличительный цвет?
Несмотря на эти расцветки, самая известная особенность снега — его белый цвет. Откуда же его белизна?
Мы должны помнить, что видимый свет состоит из множества световых частот. Наши глаза воспринимают эти частоты как цвета. Объекты имеют разные цвета, потому что частицы, из которых состоит объект, имеют разные частоты вибрации. В случае световой энергии молекулы и атомы поглощают определенное количество энергии в зависимости от частоты света, а затем излучают эту поглощенную энергию в виде тепла. Это означает, что некоторые объекты поглощают определенные частоты света больше, чем другие.
Понимание физических свойств снега и льда помогает нам понять цвет снега. Оказывается, лед не прозрачный, а полупрозрачный, а это значит, что фотоны света не проходят через материал напрямую; скорее, частицы в объекте изменяют направление света. В результате путь светового фотона изменяется и выходит изо льда в другом направлении, чем вошел в лед. Принимая во внимание, что снег — это ни что иное, как связка крошечных кристаллов льда — разной формы и структуры, когда фотон света входит в слой снега, он проходит через кристалл льда наверху, который немного изменяет направление, отправляя его к новому кристаллу льда, который делает то же самое.
По сути, все кристаллы льда отражают свет повсюду. Он делает то же самое со всеми частотами света (красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый), и «цвет» всех частот, объединенных в видимом спектре, дает нам белый цвет, так что это цвет, который мы видим в снегу. Вот почему наш глаз «видит» белый цвет, когда мы смотрим на снег, потому что часть света, падающего на снег, равномерно рассеивается во всех спектральных цветах и, поскольку белый свет состоит из всех цветов видимого спектра, мы видим белые снежинки.
Но никто не видит по одной снежинке за раз. Обычно мы видим миллионы снежинок, покрывающих землю. Когда свет падает на снег на земле, существует так много мест для отражения света, что ни одна длина волны не может постоянно поглощаться или отражаться.