hver gang det snør, blir verden hvit, selv for de minste øyeblikk. I dag tar vi en titt på hvorfor det er.
du hører sannsynligvis sangen «White Christmas» spilt hver gang vinterferien svinger rundt. Det går for å vise hvor dype kulturelle foreninger mellom snø og dens farge — det slående, rene, glitrende hvite løp. Hvis du tenker på det, men noe ikke legge opp. Snø består i utgangspunktet av små krystaller av vann (is) caked på toppen av den andre. Vann er ikke hvitt; heller ikke is, for den saks skyld.
Logikk dikterer at det må være et annet element som kommer inn i blandingen for å lage snø, vel, snøhvit. Det er det. For å skjerpe appetitten din, er det i utgangspunktet den samme prosessen som gjør at isbjørner ser hvite ut. Så la oss se hva det er.
Color me surprised
For å få et klarere bilde av hvorfor snø ser hvit ut, må vi ta en titt på hva som genererer farge i utgangspunktet.
øynene våre er i utgangspunktet sensorer designet for å plukke opp et bestemt spektrum av elektromagnetisk stråling-som, overraskelse, overraskelse, vi kaller det synlige lysspekteret. Vi oppfatter forskjellige bølgelengder eller intervaller av dette spekteret som forskjellige farger: ‘bredere’ bølger ser røde ut til oss, mens ‘smalere’ bølger ser ut til å være blå.
Lys er ganske mye som enhver annen type stråling. Når det treffer et objekt, kan det passere gjennom, samhandle med det, eller reflekteres helt. Objekter tar forskjellige farger fordi deres individuelle byggesteiner (atomer eller molekyler) vibrerer som svar på forskjellige frekvenser av energi (som det som bæres av lys). De absorberer et bestemt bånd av energi for å opprettholde denne vibrasjonen-som forvandler den til varme. Lysfrekvensene som ikke absorberes, kan fortsette å gå gjennom dette materialet (som gjør det gjennomsiktig eller gjennomskinnelig) eller reflekteres (gjør materialet ugjennomsiktig).
det du ser som ‘farge’ er blandingen av alle energiintervaller eller bånd fra det synlige spektret som et materiale ikke absorberer. Tenk på hvitt lys som en sum av alle fargene som avbryter hverandre. For å få en bestemt nyanse, må du gjøre en av to ting. Du kan trekke det motsatte, som vi kaller det ‘ komplementære ‘(her er et praktisk fargehjul), fra blandingen, og la den aktuelle fargen ‘uncanceled’. Alternativt kan du absorbere alle andre bølgelengder og reflektere bare fargen du vil ha.
som et eksempel ser bladene ut til å være en frisk grønn fordi klorofyll absorberer bølgelengdene som svarer til rød og blå. Deres komplementære farger er grønn og oransje / gul. Bladene absorberer bare en brøkdel av de grønne bølgelengdene, og det som reflekteres skaper fargen. Det er spesielt interessant å merke seg at sollys er tungt i lysets grønne bølgelengder. Planter vil ha rødt og blått lys fordi de er de mindre energiske delene av solstråling. Å gå for det grønne spekteret ville faktisk stråling-steke bladets biokjemiske gir.
ikke døm en snø etter fargen
hvis du legger en isbit ved siden av en håndfull snø, er det ganske enkelt å fortelle at fargene deres ikke stemmer overens. Man ser i utgangspunktet ut som fast vann, mens den andre er alt glimmeri, hvit og definitivt ikke gjennomsiktig. Så hva gir?
vel, først av, forsiktig til de vise: isen er ikke gjennomsiktig-den er gjennomsiktig. Noen av atomene i ismolekylet er nær nok til å endre lysbølger når de kommer i kontakt. Tenk på det som at lyset må klemme mellom disse atomene når det passerer gjennom isen. Det forstyrrer ikke lyset veldig mye, men det bøyer sin bane litt. Sett fingeren i et glass vann, og den nedsenket delen vil se skjev ut i forhold til resten av hånden din; det er den samme prosessen på jobb.
Form og størrelse gjør også et utseende her. Snø består av mange små iskrystaller stablet sammen. Når lyset møter snø, går det gjennom det første laget av krystaller og blir bøyd litt. Herfra går det til en ny krystall, og prosessen gjentar. Som en disco ball, holder snøen refracting lys til den er bøyd rett ut av haugen. Siden isen er gjennomsiktig (absorberer ikke noen bølgelengde av lys), blir fargen på dette lyset ikke endret, så det er fortsatt hvitt når det kommer ut av haugen av snø for å treffe netthinnen.
Bilde via .
den lille størrelsen på iskrystaller i snø gir den også et matt, men glitrende utseende. Glatte gjenstander reflekterer lys spekulativt, eller som et speil. Grove overflater sprer lyset de reflekterer i stedet, og derfor kan vi oppleve tekstur fra å se på et objekt. Krystallene i snø er glatte, så hver reflekterer lys spekulativt. Fra rette vinkler kan du se dette som små, lyse refleksjoner på isen. Når klumpet opp sammen, derimot, krystallene scatter lys samlet. Fordi måten lyset faller på, bidrar til å skape fargen, kan snø ta nyanser av blått, lilla eller til og med rosa under visse omstendigheter — når det er i skygge, for eksempel.
når det gjelder isbjørnene, er de egentlig ikke hvite. Pelsen er faktisk ganske mørk i fargen. Isbjørnens strøk er laget av to lag hår, en kort og tykk, den andre litt lengre og mer sparsom. Denne andre, lengre pels består av gjennomsiktige hår med hul interiør. Mye som i tilfelle av snø, lys faller på disse hårene sprer seg (takket være lys-spredning partikler inne i hule kjerner) og reflekteres tilbake ut, noe som gir bjørnene et hvitt utseende. Saltpartikler i mellom hårene igjen fra havvann fordamper etter en svømmetur ytterligere forsterke denne effekten.