de fiecare dată când ninge, lumea devine albă, chiar și pentru cele mai scurte momente. Astăzi ne uităm de ce este asta.
probabil auzi piesa „White Christmas” jucat de fiecare dată când sărbătorile de iarnă leagăn în jurul. Se merge pentru a arăta cât de profunde asocieri culturale între zăpadă și culoarea sa — care izbitoare, pur, spumante alb — alerga. Dacă te gândești la asta, totuși, ceva nu se adaugă. Zăpada este formată practic din mici cristale de apă (gheață) caked unul peste altul. Apa nu este albă; nici gheața, de altfel.
logica dictează că trebuie să existe un alt element care să intre în amestec pentru a face zăpada, Ei bine, Albă ca Zăpada. Există. Pentru a vă deschide apetitul, este practic același proces care face ca urșii polari să pară albi. Deci, să vedem ce este.
Color me surprised
pentru a obține o imagine mai clară a motivului pentru care zăpada apare albă, trebuie să aruncăm o privire la ceea ce generează culoarea în primul rând.
ochii noștri sunt practic senzori proiectați pentru a detecta un anumit spectru de radiații electromagnetice — ceea ce, surpriză, surpriză, numim spectrul luminii vizibile. Percepem diferite lungimi de undă sau intervale ale acestui spectru ca culori diferite: undele ‘mai largi’ ne par roșii, în timp ce undele ‘mai înguste’ par a fi albastre.
lumina este aproape ca orice alt tip de radiație. Când lovește un obiect, acesta poate trece, interacționa cu acesta sau poate fi reflectat complet. Obiectele capătă culori diferite, deoarece blocurile lor individuale de construcție (atomi sau molecule) vibrează ca răspuns la diferite frecvențe de energie (cum ar fi cea purtată de lumină). Ei absorb o anumită bandă de energie pentru a susține această vibrație — care o transformă în căldură. Frecvențele de lumină care nu sunt absorbite pot continua să treacă prin acest material (ceea ce îl face transparent sau translucid) sau se reflectă (făcând materialul opac).
ceea ce vedeți ca ‘culoare’ este amestecul tuturor intervalelor de energie sau a benzilor din spectrul vizibil pe care un material nu le absoarbe. Gândiți-vă la lumina albă ca la o sumă a tuturor culorilor care se anulează reciproc. Pentru a obține o anumită nuanță, atunci, trebuie să faceți unul din cele două lucruri. Puteți scădea opusul său, pe care îl numim ‘complementar’ (aici este o roată de culoare la îndemână), din amestec, lăsând acea culoare particulară ‘necanalizată’. Alternativ, puteți absorbi toate celelalte lungimi de undă și puteți reflecta doar culoarea dorită.
de exemplu, frunzele par a fi un verde proaspăt, deoarece clorofila absoarbe lungimile de undă corespunzătoare roșului și albastrului. Culorile lor complementare sunt verde și portocaliu / galben. Frunzele absorb doar o fracțiune din lungimile de undă verzi, iar ceea ce se reflectă le creează culoarea. Este deosebit de interesant de observat că lumina soarelui este grea în lungimile de undă verzi ale luminii. Plantele Doresc lumină roșie și albastră, deoarece sunt părțile mai puțin energice ale radiației solare. Mergând pentru spectrul verde ar fi de fapt radiații-prăji uneltele biochimice frunze.
nu judecați zăpada după culoarea ei
dacă puneți o bucată de gheață lângă o mână de zăpadă, este destul de ușor să spuneți că culorile lor nu se potrivesc. Unul arată practic ca apa solidă, în timp ce celălalt este strălucitor, alb și cu siguranță nu este transparent. Deci, ce dă?
în primul rând, atenție pentru cei înțelepți: gheața nu este transparentă — este translucidă. Unii dintre atomii din molecula de gheață sunt suficient de apropiați pentru a modifica undele de lumină pe măsură ce intră în contact. Gândiți-vă la ea ca la lumina care trebuie să se strecoare între acești atomi în timp ce trece prin gheață. Nu deranjează foarte mult lumina, dar își îndoaie puțin traiectoria. Puneți degetul într-un pahar cu apă, iar partea scufundată va părea înclinată în comparație cu restul mâinii; este același proces la locul de muncă.
forma și dimensiunea fac, de asemenea, o apariție aici. Zăpada este alcătuită din multe cristale mici de gheață stivuite împreună. Când lumina întâlnește zăpadă, trece prin primul strat de cristale și se îndoaie puțin. De aici, trece la un nou cristal, iar procesul se repetă. Ca un fel de minge disco, zăpada continuă să refracteze lumina până când este îndoită chiar din grămadă. Deoarece gheața este translucidă (nu absoarbe nicio lungime de undă a luminii), culoarea acestei lumini nu este modificată, deci este încă albă atunci când iese din grămada de zăpadă pentru a vă lovi retina.
imagine prin .
dimensiunea redusă a cristalelor de gheață din zăpadă îi conferă, de asemenea, aspectul mat, dar strălucitor. Obiectele netede reflectă lumina specular sau ca o oglindă. Suprafețele aspre împrăștie lumina pe care o reflectă în schimb, motiv pentru care putem percepe textura uitându-ne la un obiect. Cristalele din zăpadă sunt netede, astfel încât fiecare reflectă lumina specular. Din unghiuri drepte, puteți vedea acest lucru ca reflexii minuscule și strălucitoare pe gheață. Cu toate acestea, atunci când sunt aglomerate, cristalele împrăștie lumina în general. Deoarece modul în care lumina cade pe ea ajută la crearea culorii, zăpada poate lua nuanțe de albastru, violet sau chiar roz în anumite circumstanțe — când este în umbră, de exemplu.
cât despre urșii polari, nu sunt chiar albi. Blana lor este de fapt destul de închisă la culoare. Paltoanele urșilor polari sunt alcătuite din două straturi de fire de păr, unul scurt și gros, celălalt puțin mai lung și mai rar. Acest al doilea strat mai lung este alcătuit din fire de păr transparente, cu interioare goale. La fel ca în cazul zăpezii, lumina care cade pe aceste fire de păr se împrăștie (datorită particulelor care împrăștie lumina în interiorul miezurilor goale) și se reflectă înapoi, dând urșilor un aspect alb. Particulele de sare dintre firele de păr rămase din apa oceanului care se evaporă după o înot sporesc și mai mult acest efect.