Dlaczego lód jest niebieski
Eleanor Scriven / robertharding, Getty Images
Lód z lodowca i zamarznięte jeziora wydają się niebieskie, ale sople lodu i lód z zamrażarki wydają się czyste. Dlaczego jest lodowo niebieski? Szybka odpowiedź brzmi, że to dlatego woda pochłania inne kolory widmo , więc ten, który odbija się w twoich oczach, jest niebieski. Aby zrozumieć, dlaczego musisz zrozumieć, jak światło oddziałuje z wodą i lodem.
Kluczowe dania na wynos: dlaczego lód jest niebieski
- Lód wydaje się niebieski, ponieważ woda jest z natury turkusowa.
- Kolor lodu pogłębia się wraz ze wzrostem grubości i czystości.
- Lód, który wydaje się biały, często zawiera dużo pęcherzyków powietrza, pęknięć lub zawieszonych ciał stałych.
Dlaczego woda i lód są niebieskie
Zarówno w postaci płynnej, jak i stałej woda (HdwaO) cząsteczki absorbują światło czerwone i żółte, więc światło odbite jest niebieskie. Wiązanie tlen-wodór (wiązanie O-H) rozciąga się w odpowiedzi na energię dochodzącą ze światła, pochłaniając energię w czerwonej części widma. Pochłonięta energia powoduje wibracje cząsteczek wody, co może prowadzić do pochłaniania przez wodę pomarańczowego, żółtego i zielonego światła. Pozostaje światło niebieskie o krótkiej długości fali i światło fioletowe. Lodowiec wydaje się bardziej turkusowy niż niebieski, ponieważ wiązania wodorowe w lodzie przesuwają widmo absorpcji lodu do niższej energii, czyniąc go bardziej zielonym niż woda w stanie ciekłym.
Śnieg i lód z bąbelkami lub dużą ilością pęknięć wydają się białe ponieważ ziarna i fasetki rozpraszają światło z powrotem w kierunku widza, zamiast pozwolić mu przeniknąć do wody.
Podczas gdy jasne kostki lodu lub sople mogą być wolne od gazów rozpraszających światło, wydają się raczej bezbarwne niż niebieskie. Czemu? Dzieje się tak dlatego, że kolor jest zbyt blady, abyś mógł go zarejestrować. Pomyśl o kolorze herbaty. Herbata w filiżance ma ciemny kolor, ale jeśli rozlejesz niewielką ilość na ladę, płyn będzie blady. Aby uzyskać zauważalny kolor, potrzeba dużo wody. Im gęstsze cząsteczki wody lub im dłuższa droga przez nie, tym więcej czerwonych fotonów jest absorbowanych, pozostawiając światło w większości niebieskie.
Lodowaty niebieski lód
Lód lodowcowy zaczyna się jako biały śnieg. W miarę jak spada coraz więcej śniegu, warstwy znajdujące się pod nim stają się ściśnięte, tworząc lodowiec. Ciśnienie wyciska pęcherzyki powietrza i niedoskonałości, tworząc duże kryształki lodu, które umożliwiają przepuszczanie światła. Górna warstwa lodowca może wydawać się biała z powodu opadów śniegu lub pęknięć i wietrzenia lodu. Twarz lodowca może wydawać się biała, gdy jest zwietrzała lub gdy światło odbija się od powierzchni.
Błędne przekonanie o tym, dlaczego lód jest niebieski
Niektórzy myślą, że lód jest niebieski z tego samego powodu, dla którego niebo jest niebieskie, Rozpraszanie Rayleigha . Rozpraszanie Rayleigha występuje, gdy światło jest rozpraszane przez cząstki mniejsze niż długość fali promieniowania. Woda i lód są niebieskie, ponieważ cząsteczki wody selektywnie absorbować czerwona część widma widzialnego, nie dlatego, że cząsteczki rozpraszać inne długości fal. W efekcie lód wydaje się niebieski, ponieważ jest niebieski.
Zobacz niebieski lód dla siebie
Chociaż możesz nie mieć szansy na obserwowanie lodowca z pierwszej ręki, jednym ze sposobów na zrobienie niebieskiego lodu jest wielokrotne wbijanie patyka w śnieg, aby ścisnąć płatki. Jeśli masz wystarczająco dużo śniegu, możesz zbudować igloo. Kiedy usiądziesz w środku, zobaczysz niebieski kolor. Możesz również zobaczyć niebieski lód, jeśli wytniesz blok lodu z czystego zamarzniętego jeziora lub stawu.
Źródło
- Braun, Charles L.; Siergiej N. Smirnow (1993). „Dlaczego woda jest niebieska?”. J.Chem. Edukacja . 70 (8): 612. doi: 10.1021/ed070p612