为什么雪是白色的?

我们都喜欢雪的一个原因是,它给一切披上了一层“纯”白色的毯子。每年12月你可能会一次又一次地听到“白色圣诞节”这首歌。如果雪不是白色的,它就不是雪。但奇怪的是,雪为什么是白色的,因为它只是一堆冰晶粘在一起。那么它的独特颜色是从哪里来的呢?

那么雪为什么是白色的?为了理解白从何而来,我们需要回顾一下,首先看看为什么不同的东西会有不同的颜色。可见光是由许多不同频率的光组成的。我们的眼睛能以不同的颜色探测到这些频率。不同的物体有不同的颜色,因为组成物体的粒子有不同的振动频率。基本上,粒子的电子会对能量做出一定程度的振动,这取决于能量的频率。就光能而言,分子和原子根据光的频率吸收一定量的光能,然后将吸收的能量以热的形式释放出来。这意味着物体比其他物体更容易吸收特定频率的光。

没有被吸收的光频率会发生一些事情。在一些材料中,当一个粒子重新释放光子时,它们会继续穿过下一个粒子。在这种情况下,光穿过材料,所以材料是透明的。在大多数固体物质中,这些粒子会把大部分未被吸收的光子重新释放出来,所以没有光,或者只有很少的光能穿过,而且物体是不透明的。不透明物体的颜色只是该物体的粒子没有吸收的光能的组合。

现在我们回到我们的问题。既然雪是冰冻的水,我们都知道冰冻的水,没有杂质,是清澈的,为什么雪有独特的颜色?为了理解这一点,我们需要观察一块冰。冰不是透明的,它实际上是半透明的。这意味着光子不能直接穿过材料,相反,材料的粒子改变了光的方向。这是因为冰分子结构中一些原子之间的距离接近于光波长的长度,这意味着光子会与结构相互作用。其结果是光子的路径被改变,它离开冰的方向与进入冰的方向不同。

雪是一堆排列在一起的单个冰晶。当一个可见光光子进入一层雪时,它会穿过顶部的冰晶,冰晶会稍微改变它的方向,然后把它发送到一个新的冰晶上,这个冰晶也会做同样的事情。基本上,所有的晶体都会反射光线,这样光线就会从雪堆中反射回来。它对所有不同频率的光都做同样的事情,所以所有颜色的光都被反射回来。可见光谱中所有频率的“颜色”合起来都是白色的,所以这是我们在雪中看到的颜色,而不是我们在形成雪的单个冰晶中看到的颜色。是的,正如美国国家大气研究中心提醒我们的那样,如果雪在阴影下,或者阳光以特定的方式照射到它,或者邻居家的狗碰巧碰到了它,它看起来就不会那么白。

作者:是柚子呀,如若转载,请注明出处:https://eozlab.com/zirankexue/huaxue/735.html