为什么雪是白色的?玻璃和冰经常显得清晰的原因是什么?

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      想象一下,在一夜大雪之后醒来,您看着窗外,看到一片白色的世界。但是,如果打开水龙头或打开冰柜,您会注意到液态水和冰块通常看起来很清澈。那么,为什么雪是白色的?

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      当要了解水本身固有的透明物质如何能够转化为白色时,加利福尼亚理工学院物理学教授,肯尼斯·利布布雷希特(Kenneth Libbrecht)说:“如果你拿一块玻璃,比如窗玻璃,显然很清楚,但是然后用铁锤砸碎,然后将玻璃板砸成小块的玻璃……现在是白色的。”

      Libbrecht说:“造成这种差异的关键是光如何与单个表面(如窗户)和多面表面(如碎玻璃)相互作用,并且相同的概念也适用于雪。”

      根据光学科学,当光撞击物体时,它会透射(穿过物体),被吸收(“浸入”物体)或反射(从物体反弹)。当光线撞击玻璃或冰之类的光滑平面时,其可见光线通常会直接穿过而不会干扰其路径。由于我们的眼睛只能通过处理从物体反射或吸收的光波来看到物体,因此这就是玻璃和冰经常显得清晰的原因。

      但是,在玻璃破碎的情况下,现在存在无数不平坦的表面。当光线撞击这些不规则表面时,它会在所有方向反射和散射。根据大学大气研究公司的说法,雪花也是如此,雪花是由数百个形状和结构各异的微小冰晶组成的。由于撞击玻璃碎片或雪花的光被均等地反射回来,因此这些光线包括可见光的所有复合波长颜色(红色,橙色,黄色,绿色,蓝色,靛蓝和紫色),它们看起来都是白色的。这就是为什么当我们看着雪时,我们的眼睛会“看到”白色。

      尽管雪的天然颜色可能是白色,但已知会呈现出更多的催眠色调。

      根据利布布雷希特的说法,当光通过裂缝和缝隙进入其腹部(而不是从其表面反射出来)并被困住时,积雪,冰山和冰川有时会显得是蓝色的。当这种光在雪和冰中传播时,无数的冰晶将其散射。它走得越远,散布的次数就越多。因为水和冰“比蓝光优先吸收更多的红光”,所以当光线最终从雪层中射出时,反射到我们眼睛的是较短的蓝色波长,而不是较长的红色波长。散射重复的时间越长,蓝色的色调就越明显。美国国家冰雪数据中心建议,至少要看到几英尺(1英尺为0.3米)的雪深才能看到任何色彩。

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      也记录了粉红色或红色的雪——绰号为“西瓜雪”。它的颜色来自红色雪袋中生活的一种喜欢冷的淡水藻类。同样,其他粒子和生物也可以使雪着色。因此,利伯布雷希特(Libbrecht)承认,假设雪可以呈现彩虹的任何颜色。

      当然,一种颜色的雪来自何方也不是个谜。如果看到黄色的雪,那是可以肯定的发现附近有动物足迹。

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