Одной из причин, по которой люди любят снег – это то, что одежда всегда остается чистой, когда прогуливаешься по улице, покрытой «белым одеялом». Когда мы думаем о снеге, мы представляем его обязательно белым и никаким другим, хотя если попытаться рассуждать логически, то снег это кучка ледяных кристаллов сцепленных вместе. Так как же он получает свой цвет в итоге?
Чтобы понять, где таится секрет белизны снега, мы должны обратится к науке и посмотреть, почему вообще разные вещи имеют разные цвета. Видимый свет состоит из множества различных частот света. Наши глаза выявляют различные частоты в виде различных цветов. Разные объекты имеют разные цвета, потому что частицы (атомов и молекул), которые составляют объект, имеют различные частоты колебаний. В основном, эту вибрацию создают электроны в ответ на энергетические взаимодействия с окружающей средой. В случае световой энергии, молекулы и атомы поглощают некоторое количество световой энергии в зависимости от частоты света, и затем испускают эту поглощенную энергию в виде тепла. Это означает, что объекты поглощают определенные частоты света гораздо активнее, чем другие.
С частотами света, которые не поглощаются, может происходить множество интересных вещей. В каком-то материале, когда частица проходит сквозь него, фотон может передаваться от частицы к частице и выйти, с другой стороны объекта не меняя направления. В таком случае объект для нас является прозрачным. В другом случае, объект полностью поглощает фотоны, либо испускает только малую их часть наружу. В этом случае объект является непрозрачным.
Итак, мы знаем, что снег - это замерзшая вода, а также, что замершая вода имеет прозрачный цвет. Так почему же снег имеет свой отличительный цвет? Чтобы понять это, мы должны обратить внимание на индивидуальные особенности куска льда. Лед не является прозрачным; на самом деле он полупрозрачный. Это означает, что фотоны света не проходят через лед по прямому пути - материал меняет направление движения частицы. Это происходит потому, что расстояния между атомами в молекулярной структуре кристаллов льда близки к значениям длинны волны света, что в свою очередь означает, что фотоны света будут взаимодействовать со структурой материала. И, как результат, путь фотона света изменяется, и он выходит изо льда в другом направлении, отклоняясь от прямой, по которой он входит в кристалл.
Снег - это целый букет из отдельных кристаллов льда, которые объединены вместе. Когда световые фотоны влетают в слой снега, они проходят через ледяные кристаллы на вершине снежинок, которые слегка меняют направление фотонов и отправляют его на другие кристаллы льда, которые делают то же самое. В основном, все кристаллы отражают свет в разные направления таким образом, что на выходе получается полная невообразимая гамма цветов. И уже вот эта гамма "цветов" всех частот видимого спектра в сочетании и создает для нашего глаза видимость белого цвета. Таким образом, этот цвет снега, который мы видим, это не тот цвет, который мы видим в отдельных кристаллах льда, из которых он состоит.
| → > |
|---|
