Cada vez que nieva, el mundo se vuelve blanco, incluso durante los momentos más breves. Hoy vamos a echar un vistazo a por qué es eso.
Es probable que escuches la canción «White Christmas» cada vez que las vacaciones de invierno oscilan. Muestra la profundidad de las asociaciones culturales entre la nieve y su color, ese blanco llamativo, puro y brillante. Sin embargo, si lo piensas bien, algo no cuadra. La nieve se compone básicamente de pequeños cristales de agua (hielo) apelmazados uno encima del otro. El agua no es blanca, ni tampoco el hielo.
La lógica dicta que debe haber otro elemento que entra en la mezcla para hacer que la nieve, bueno, sea blanca como la nieve. La hay. Para abrir el apetito, es básicamente el mismo proceso que hace que los osos polares parezcan blancos. Veamos qué es.
Color me surprised
Para obtener una imagen más clara de por qué la nieve aparece blanca, tenemos que echar un vistazo a lo que genera color en primer lugar.
Nuestros ojos son básicamente sensores diseñados para captar un espectro particular de radiación electromagnética, que, sorpresa, sorpresa, llamamos espectro de «luz visible». Percibimos diferentes longitudes de onda o intervalos de este espectro como colores diferentes: las ondas «más anchas» nos parecen rojas, mientras que las ondas «más estrechas» parecen azules.
La luz es casi como cualquier otro tipo de radiación. Cuando golpea un objeto, puede atravesarlo, interactuar con él o reflejarse por completo. Los objetos adquieren diferentes colores porque sus bloques de construcción individuales (átomos o moléculas) vibran en respuesta a diferentes frecuencias de energía (como la que transporta la luz). Absorben una banda particular de energía para sostener esta vibración, lo que la transforma en calor. Las frecuencias de luz que no se absorben pueden seguir atravesando este material (lo que lo hace transparente o translúcido) o reflejarse (haciendo que el material sea opaco).
Lo que se ve como «color» es la mezcla de todos los intervalos de energía o bandas del espectro visible que un material no absorbe. Piense en la luz blanca como una suma de todos los colores que se anulan entre sí. Para obtener un tono en particular, entonces, debe hacer una de dos cosas. Puedes restar su opuesto, que llamamos su ‘ complementario ‘(aquí hay una rueda de colores práctica), de la mezcla, dejando ese color en particular’sin marcar’. Alternativamente, puede absorber todas las demás longitudes de onda y reflejar solo el color que desee.
Como ejemplo, las hojas parecen ser de un verde fresco porque la clorofila absorbe las longitudes de onda correspondientes al rojo y el azul. Sus colores complementarios son verde y naranja/amarillo. Las hojas absorben solo una fracción de las longitudes de onda verdes, y lo que se refleja crea su color. Es particularmente interesante notar que la luz solar es pesada en las longitudes de onda verdes de la luz. Las plantas quieren luz roja y azul porque son las partes menos energéticas de la radiación solar. Ir por el espectro verde en realidad freiría los engranajes bioquímicos de las hojas por radiación.
No juzgues una nieve por su color
Si pones un trozo de hielo junto a un puñado de nieve, es bastante fácil saber que sus colores no coinciden. Uno se ve básicamente como agua sólida, mientras que el otro es todo brillante, blanco y definitivamente no transparente. Entonces, ¿qué pasa?
Bueno, en primer lugar, precaución a los sabios: el hielo no es transparente, es translúcido. Algunos de los átomos de la molécula de hielo están lo suficientemente cerca como para alterar las ondas de luz a medida que entran en contacto. Piense en ello como si la luz tuviera que apretarse entre estos átomos a medida que pasa a través del hielo. No molesta mucho a la luz, pero «dobla» un poco su trayectoria. Pon el dedo en un vaso de agua, y la parte sumergida se verá sesgada en comparación con el resto de tu mano; es el mismo proceso en el trabajo.
La forma y el tamaño también aparecen aquí. La nieve se compone de muchos pequeños cristales de hielo apilados. Cuando la luz se encuentra con la nieve, atraviesa la primera capa de cristales y se dobla un poco. A partir de aquí, pasa a un nuevo cristal, y el proceso se repite. Como una bola de discoteca, la nieve sigue refractando la luz hasta que se dobla hacia fuera de la pila. Dado que el hielo es translúcido (no absorbe ninguna longitud de onda de luz), el color de esta luz no se altera, por lo que sigue siendo blanco cuando sale de la pila de nieve para golpear la retina.
Imagen vía .
El pequeño tamaño de los cristales de hielo en la nieve también le da ese aspecto mate pero brillante. Los objetos lisos reflejan la luz de forma especular, o como un espejo. Las superficies rugosas dispersan la luz que reflejan, por lo que podemos percibir la textura al mirar un objeto. Los cristales en la nieve son lisos, por lo que cada uno refleja la luz de forma especular. Desde los ángulos rectos, se puede ver esto como pequeños reflejos brillantes en el hielo. Sin embargo, cuando se agrupan, los cristales dispersan la luz en general. Debido a que la forma en que cae la luz ayuda a crear el color, la nieve puede tomar tonos de azul, púrpura o incluso rosa en ciertas circunstancias, por ejemplo, cuando está en sombra.
En cuanto a los osos polares, no son realmente blancos. Su pelaje es de color bastante oscuro. El pelaje de los osos polares está hecho de dos capas de pelos, uno corto y grueso, el otro un poco más largo y más escaso. Esta segunda capa, más larga, está formada por pelos transparentes con interiores huecos. Al igual que en el caso de la nieve, la luz que cae sobre estos pelos se dispersa (gracias a las partículas que dispersan la luz dentro de los núcleos huecos) y se refleja hacia afuera, dando a los osos una apariencia blanca. Las partículas de sal entre los pelos que quedan del agua del océano que se evapora después de nadar mejoran aún más este efecto.