joka kerta, kun sataa lunta, maailma muuttuu valkoiseksi, jopa lyhyimmiksi hetkiksi. Tänään katsomme, mistä se johtuu.
todennäköisesti kuulee laulun ”Valkea joulu” soitettavan joka kerta, kun talvilomat heiluvat. Se osoittaa, miten syvä kulttuurinen yhteys lumen ja sen värin-tuon silmiinpistävän, puhtaan, kimaltelevan valkoisen-välillä on. Jos asiaa ajattelee, jokin ei kuitenkaan täsmää. Lumi koostuu pohjimmiltaan pienistä vesikiteistä (jäästä), jotka ovat toistensa päällä. Vesi ei ole valkoista, eikä myöskään jää.
logiikan mukaan sekaan on tultava jokin muu elementti, jotta lumi, no, lumivalkoinen. Kyllä on. Ruokahalun herättäminen on periaatteessa sama prosessi, joka saa jääkarhut näyttämään valkoisilta. Katsotaan, mikä se on.
väri me yllätti
saadakseen selkeämmän kuvan siitä, miksi lumi näyttäytyy valkoisena, täytyy katsoa, mikä ylipäätään luo väriä.
silmämme ovat periaatteessa sensoreita, jotka on suunniteltu havaitsemaan tietty sähkömagneettisen säteilyn spektri-jota, yllätys, yllätys, kutsumme ’näkyvän valon’ spektriksi. Havaitsemme tämän spektrin eri aallonpituudet tai intervallit eri väreinä:’ leveämmät ’aallot näyttävät meistä punaisilta, kun taas’ kapeammat ’ aallot näyttävät sinisiltä.
valo on aika lailla kuin mikä tahansa muu säteilylaji. Kun se osuu esineeseen, se voi kulkea sen läpi, olla vuorovaikutuksessa sen kanssa tai heijastua kokonaan. Kappaleet saavat eri värejä, koska niiden yksittäiset rakenneosat (atomit tai molekyylit) värähtelevät vastauksena eri taajuuksille energiaa (kuten valon kuljettama). Ne imevät tietyn energiakaistan pitääkseen yllä tätä tärinää — joka muuttaa sen lämmöksi. Valotaajuudet, jotka eivät imeydy, voivat käydä tämän materiaalin läpi (mikä tekee siitä läpinäkyvän tai läpikuultavan) tai heijastua (jolloin materiaali on läpinäkymätön).
värinä pidetään kaikkien näkyvän spektrin energiavälien tai-kaistojen sekoitusta, jota materiaali ei absorboi. Ajattele valkoista valoa niiden värien summana, jotka kumoavat toisensa. Saadaksesi tietyn sävyn, sinun täytyy tehdä jompikumpi kahdesta asiasta. Voit vähentää sen vastakohta, jota kutsumme sen ”täydentävä” (tässä on kätevä väri pyörä), sekoituksesta, jättäen kyseisen värin ”uncanceled”. Vaihtoehtoisesti voit absorboida kaikki muut aallonpituudet ja heijastaa vain haluamasi värin.
esimerkiksi lehdet näyttävät tuoreen vihreiltä, koska klorofylli imee itseensä punaista ja sinistä vastaavat aallonpituudet. Niiden vastavärit ovat vihreä ja oranssi/keltainen. Lehdet imevät vain murto-osan vihreistä aallonpituuksista, – ja se mikä heijastuu, luo niiden värin. Erityisen mielenkiintoista on huomata, että auringonvalo on valon vihreillä aallonpituuksilla raskasta. Kasvit haluavat punaista ja sinistä valoa, koska ne ovat auringon säteilyn vähemmän energisiä osia. Viherspektrin tavoittelu paistaisi lehtien biokemialliset rattaat.
älä tuomitse lunta sen värin perusteella
jos laitat palan jäätä kourallisen lunta viereen, on aika helppo sanoa, että niiden värit eivät täsmää. Yksi näyttää pohjimmiltaan kuin kiinteää vettä, kun taas toinen on kaikki kimaltava, valkoinen, eikä todellakaan läpinäkyvä. Mikä mättää?
no, ensinnäkin varoitus viisaalle: jää ei ole läpinäkyvää — se on läpikuultavaa. Osa jäämolekyylin atomeista on tarpeeksi lähellä muuttaakseen valoaaltoja joutuessaan kosketuksiin. Ajattele, että valo joutuu puristamaan atomien välistä kulkiessaan jään läpi. Se ei häiritse valoa kovin paljon, mutta se’ taivuttaa ’ lentorataansa hieman. Laita sormi vesilasiin, ja vedenalainen osa näyttää vinossa verrattuna muuhun käteen; se on sama prosessi työssä.
muoto ja koko näyttäytyvät myös täällä. Lumi koostuu monista yhteen pinotuista pienistä jääkiteistä. Kun valo kohtaa lumen, se menee ensimmäisen kristallikerroksen läpi ja vääntyy hieman. Tästä se siirtyy uuteen kristalliin, ja prosessi toistuu. Diskopallon tavoin lumi taittaa valoa, kunnes se taipuu kasasta. Koska jää on läpikuultavaa (ei absorboi valon aallonpituutta), tämän valon väri ei muutu, joten se on edelleen Valkoinen, kun se poistuu lumikasasta verkkokalvollesi.
Kuva via .
lumessa olevien jääkiteiden pieni koko antaa sille myös ”mattaisen mutta kimaltavan” ilmeen. Sileät esineet heijastavat valoa spekulatiivisesti tai peilin tavoin. Karheat pinnat hajottavat sen sijaan heijastamansa valon, minkä vuoksi voimme havaita tekstuurin kohdetta katsomalla. Lumessa olevat kiteet ovat sileitä, joten jokainen heijastaa valoa spektaakkelimaisesti. Oikeasta kulmasta katsottuna tämä näkyy pikkuruisina, kirkkaina heijastuksina jäällä. Kun kiteet kuitenkin paakkuuntuvat yhteen, ne sirottavat kaiken kaikkiaan valoa. Koska tapa, jolla valo osuu siihen, auttaa värin luomisessa, lumi voi tietyissä olosuhteissa ottaa sinisen, violetin tai jopa vaaleanpunaisen sävyjä — esimerkiksi varjossa.
jääkarhut eivät ole todellisuudessa valkoisia. Niiden turkki on väriltään melko tumma. Jääkarhujen Turkki koostuu kahdesta karvakerroksesta, joista toinen on lyhyt ja paksu, toinen hieman pidempi ja harvakseltaan. Toinen, pidempi turkki koostuu läpinäkyvistä karvoista, joissa on onttoja sisätiloja. Aivan kuten lumessa, näihin karvoihin putoava valo siroaa (onttojen ytimien sisällä olevien valoa sirottavien hiukkasten ansiosta) ja heijastuu takaisin ulos, jolloin karhut näyttävät valkoisilta. Suolahiukkaset uinnin jälkeen haihtuvasta merivedestä jääneiden karvojen välissä lisäävät tätä vaikutusta entisestään.