Ледниковый лед и замерзшие озера кажутся синими, но сосульки и лед из морозильной камеры кажутся прозрачными. Почему ледяной синий? Быстрый ответ – это потому, что вода поглощает другие цвета спектра, поэтому тот, который отражается обратно в ваши глаза, синий. Чтобы понять, почему вам нужно понять, как свет взаимодействует с водой и льдом.
Основные выводы: почему лед синий
- Лед кажется синим, потому что вода по своей природе бирюзово-голубая.
- Цвет льда темнее с увеличением толщины и чистоты.
- Лед, который кажется белым, часто содержит много пузырьков воздуха, трещин или взвешенных частиц.
Почему вода и лед синие
И в жидкой, и в твердой форме молекулы воды (H 2 O) поглощают красный и желтый свет, поэтому отраженный свет имеет синий цвет. Связь кислород-водород (связь O-H) растягивается в ответ на поступающую энергию света, поглощая энергию в красной части спектра. Поглощенная энергия заставляет молекулы воды вибрировать, в результате чего вода может поглощать оранжевый, желтый и зеленый свет. Остаются коротковолновый синий свет и фиолетовый свет. Ледниковый лед кажется более бирюзовым, чем синим, потому что водородные связи внутри льда сдвигают спектр поглощения льда в сторону меньшей энергии, делая его более зеленым, чем жидкая вода.
Снег и лед. который содержит пузыри или много трещин, кажется белым, потому что зерна и грани рассеивают свет обратно к зрителю, а не позволяют ему проникать в воду.
Пока чистый лед кубики или сосульки могут не содержать газов, рассеивающих свет, они кажутся бесцветными, а не голубыми. Почему? Это потому, что цвет слишком бледно-синий, чтобы вы могли его зарегистрировать. Подумайте о цвете чая. Чай в чашке имеет темный цвет, но если вы выплескиваете небольшое количество на прилавок, жидкость становится бледной. Для получения заметного цвета требуется много воды. Чем плотнее молекулы воды или чем длиннее путь через них, тем больше красных фотонов поглощается, оставляя свет в основном синего цвета.
Glacial Blue Ice
Ледяной лед начинается с белого снега. По мере того, как выпадает больше снега, слои под ним сжимаются, образуя ледник. Давление выдавливает пузырьки воздуха и дефекты, образуя большие кристаллы льда, пропускающие свет. Верхний слой ледника может казаться белым либо из-за снегопада, либо из-за трещин и выветривания льда. Лицо ледника может казаться белым там, где он выветрился, или там, где свет отражается от поверхности.
Заблуждение о том, почему лед синий
Некоторые люди думают, что лед синий по той же причине, что и небо, – рассеяние Рэлея. Рэлеевское рассеяние возникает, когда свет рассеивается частицами, размер которых меньше длины волны излучения.. Вода и лед имеют синий цвет, потому что молекулы воды избирательно поглощают красную часть видимого спектра, а не потому, что молекулы рассеивают волны других длин. Фактически, лед кажется синим, потому что он синий.
Посмотрите сами на Blue Ice
Хотя у вас может не быть возможности увидеть ледник воочию, один из способов сделать голубой лед – это несколько раз воткнуть палку в снег, чтобы сжать хлопья. Если у вас достаточно снега, вы можете построить иглу. Когда вы сядете внутри, вы увидите синий цвет. Синий лед также можно увидеть, если вырезать кусок льда из чистого замерзшего озера или пруда.
Источник
- Браун, Чарльз Л .; Сергей Н. Смирнов (1993). «Почему вода голубая?». Дж. Chem. Образовательный . 70 (8): 612. doi: 10.1021/ed070p612