2025年为什么雪是白色的

雪花有许多表面或面。光从每张脸反射回来,成堆的雪看起来是白色的。

下雪天从窗户往外看,你会看到一个白色的世界。雪是由冰冻的水组成的,但如果你打开水龙头或打开冰箱,你会发现液态水看起来不是那样的。那么,雪为什么是白色的呢?

肯尼斯·利布雷希特 (Kenneth Libbrecht) 是加州理工学院的物理学教授,也是关于雪花物理学的网站 snowcrystals.com 的作者。他将水和雪比作一块玻璃或窗玻璃。玻璃显然是透明的,但如果你拿出锤子把玻璃砸成小块玻璃,它就会变成白色。

无色和白色材料之间的差异可以通过光学或研究光及其与物质相互作用的科学领域来解释。例如,当光照射到一个物体时,可能会发生三件事。光可以被透射(它穿过物体)、被吸收(它被带入物体中)或被反射(它从物体上反弹)。

可见光如何照射表面

当光线照射到玻璃或冰等光滑平坦的表面时,其可见光线通常会直接穿过。可见光是人类可以看到的光线范围。只有当光波被物体反射或吸收时,我们的眼睛才能看到物体,这就是为什么玻璃、水和一些冰通常看起来是透明的。

光从物体向多个方向反射时发生散射。

然而,在碎玻璃的情况下,现在存在无数不平坦的表面。当光线照射到这些不规则的表面时,它会反射和散射,向各个方向反弹。雪也是如此。每片冰晶都是形状和结构各不相同的微小冰晶。晶体是一种固体,其中原子和分子以重复模式排列。

照在玻璃碎片或雪花上的光被同等地反射回来。这些光线包括所有不同颜色的可见光,包括红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、靛蓝色和紫色。在我们看来,所有颜色的组合看起来都是白色的。因此,当所有可见光都从雪花反射回来时,我们看到的是白色。

为什么冰山和冰川呈现蓝色?

虽然雪的自然颜色可能是白色的,但众所周知,它会呈现出更迷人的色调。

冰山呈现出比普通雪更蓝的外观。

冰山、冰川和积雪(积雪覆盖在地面上)有时会呈现蓝色。当光线通过裂缝和裂缝(而不是从它们的表面反射)并被困住时,就会发生这种情况。当这道光在冰雪中穿行时,无数的冰晶将它散落一地。光传播得越远,它散射的次数就越多。

当光在冰上反射时,颜色彼此分开。这允许水和冰吸收更多的红光,而蓝光则继续在每个表面反弹。当光线最终从雪层中出现时,到达我们眼睛的只有蓝光。这会导致雪呈现蓝色。但蓝雪不可能总是发生。根据国家冰雪数据中心的说法,雪必须至少有 1 米(3.3 英尺)厚才能过滤掉足够的颜色,让蓝光到达我们的眼睛。

粒子可以改变雪的颜色

虽然光可以解释水和雪看起来如此不同,但粒子或有机体的添加也可以改变我们对雪的看法。因此,Libbrecht 承认雪可以呈现彩虹的任何颜色。

加利福尼亚州里特山上的西瓜雪。照片:美国农业部


以西瓜雪为例。它是粉红色或红色雪的昵称,这是因为一种红色的淡水藻类生活在积雪中。藻类是单细胞生物,类似于植物,在水中生长并依靠阳光来制造食物。

当然,一种颜色的雪从何而来并不神秘;如果您看到黄色的雪,则可以肯定附近有动物足迹。

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