为什么在正常情况下 雪是白色的?

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【大纪元2021年01月25日讯】(大纪元记者陈俊村报导)在高海拔或高纬度地区,冬天通常会下,让大地呈现白茫茫一片,煞是好看。但不知道有没有人想过,为什么雪是白色的?

据生活科学(Live Science)网站报导,这个问题与光学有关。首先要了解的构成物质,也就是水。它是一种天性清澈透明的物质,但可以呈现白色的样貌。

加州理工学院(California Institute of Technology)的物理学教授李布列希特(Kenneth Libbrecht)表示,窗户上的玻璃片是透明的,但当你用铁锤将它敲击成小片的碎玻璃时,它会变成白色。

李布列希特说,这两者的不同主要在于光如何与窗户之类的单一表面以及碎玻璃之类的多重表面互动,而相同的概念可以应用在雪上。

依据光学原理,当光线碰触物体时,它不是穿越物体,就是被物体吸收或反射。当光线碰触像玻璃或冰这样的平滑表面,它的可见光在行进路线不受干扰的情况下通常会穿透表面。

由于人们的眼睛只看得到物体吸收或反射的光波,所以玻璃和冰看起来通常是透明的。

而在玻璃碎裂后,它会出现无数不平的表面。当光线碰触这些不规则的表面时,它会在所有方向反射和散射。这对雪花也是一样。雪花系由数百个拥有不同形状和结构的微小冰晶所构成,它的表面也是不规则的。

由于碰触碎玻璃或雪花的光线会被平均地反射,所以这些光线含有可见光的所有波长,包括红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等颜色,它们组合在一起就呈现白色。这就是为什么我们看到的雪是白色的。

然而,在某些因素的影响下,雪会呈现其他颜色。比如说,世界各地的高山或极地地区在夏季可能会出现的一种粉红色、带有西瓜味道的雪,被称为“西瓜雪”(watermelon snow)。

科学家研究后发现,“西瓜雪”的红色是由一种名叫极地雪藻(chlamydomonas nivalis)的绿藻所引起的。

这种绿藻含有一种红色的类胡萝卜素,可以保护它免受太阳的紫外线所伤,也会吸收热量,并在周遭的雪融化后提供水分给绿藻使用。

当极地雪藻长出积雪的表面,就会形成粉红色的一片,如同粉红色的雪一样。◇

责任编辑:茉莉

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