Защо е ледено синьо?

Ледниковият лед и замразените езера изглеждат сини, но ледени лед и фризер от вашия фризер изглеждат ясни. Защо е ледено синьо? Бързият отговор е, че е така вода абсорбира други цветове на спектър, така че този, който се отразява обратно към очите ви, е син. За да разберете защо трябва да разберете как светлината взаимодейства с водата и леда.

Ключови заведения: Защо ледът е син

Както в своята течна, така и в твърда форма, вода (H₂О) молекулите абсорбират червена и жълта светлина, така че отразената светлина е синя. Кислородно-водородна връзка (O-H връзка) се разтяга в отговор на постъпващата енергия от светлината, поглъщайки енергия в червената част на спектъра. Абсорбираната енергия кара водните молекули да вибрират, което може да доведе до поглъщане на оранжева, жълта и зелена светлина. Остават синя светлина с къса вълна и виолетова светлина. Ледниковият лед изглежда по-тюркоазен, отколкото син, защото свързването на водород в леда измества спектъра на абсорбция на леда към по-ниска енергия, правейки го по-зелен от течната вода.

Сняг и лед, който съдържа мехурчета или много фрактури изглеждат бели защото зърната и фасетите разпръскват светлината обратно към зрителя, а не позволяват тя да проникне във водата.

Докато бистри ледени кубчета или ледени частици може да са без газове, които разпръскват светлина, изглеждат безцветни, а не сини. Защо? Това е така, защото цветът е твърде блед син, за да регистрирате цвета. Помислете за цвета на чая. Чаят в чаша е тъмно оцветен, но ако напръскате малко количество върху плота, течността е бледа. Необходимо е много вода, за да се получи забележим цвят. Колкото по-плътни са водните молекули или колкото по-дълъг е пътят през тях, толкова по-червени фотони се абсорбират, оставяйки светлина, която е предимно синя.

Ледниковият лед започва като бял сняг. С падането на повече сняг слоевете под него се компресират, образувайки ледник. Налягането изтласква въздушните мехурчета и несъвършенствата, образувайки големи ледени кристали, които позволяват пропускане на светлина. Горният слой на ледник може да изглежда бял или от снеговалеж, или от счупвания и изветряне на леда. Лицето на ледника може да изглежда бяло, когато е изморено или където светлината се отразява от повърхността.

Някои хора смятат, че ледът е син по същата причина, както небето е синьо, Рейлово разсейване. Разсейването на Релей възниква, когато светлината се разпръсва от частици, по-малки от дължината на вълната на излъчването. Водата и ледът са сини, тъй като водните молекули селективно абсорбират червената част на видимия спектър, а не защото молекулите разпръсна другите дължини на вълната. Всъщност ледът изглежда син, защото го е син.

Въпреки че може да не получите шанс да наблюдавате ледник от първа ръка, един от начините да направите синьо лед е многократно да пъхате пръчка надолу в снега, за да компресирате люспите. Ако имате достатъчно сняг, можете да изградите иглу. Когато седнете вътре, ще видите синия цвят. Можете също така да видите син лед, ако отрежете блок от лед от чисто замръзнало езеро или езерце.

• Браун, Чарлз Л.; Сергей Н. Смирнов (1993). „Защо е водно синьо?“. J. Chem. Educ. 70 (8): 612. DOI:10,1021 / ed070p612