Isbreer og frosne innsjøer ser blå ut, men istapper og is fra fryseren virker klare. Hvorfor er isblå? Det raske svaret er at det er fordi vann absorberer andre farger spektrum, så den som reflekteres tilbake til øynene dine er blå. For å forstå hvorfor du trenger å forstå hvordan lys interagerer med vann og is.
Key Takeaways: Why Ice Is Blue
- Isen ser blå ut fordi vannet er i orden turkisblått.
- Fargen på is utdypes med økende tykkelse og renhet.
- Is som vises hvit inneholder ofte mye luftbobler, sprekker eller suspendert faststoff.
Hvorfor vann og is er blå
I både sin flytende og faste form, vann (H2O) molekyler absorberer rødt og gult lys, så det reflekterte lyset er blått. Oksygen-hydrogenbindingen (O-H-binding) strekker seg som respons på innkommende energi fra lys, og absorberer energi i den røde delen av spekteret. Opptatt energi får vannmolekyler til å vibrere, noe som kan føre til at vann absorberer oransje, gult og grønt lys. Kort bølgelengde blått lys og fiolett lys gjenstår. Isbre ser mer turkis ut enn blå fordi hydrogenbinding innen is forskyver absorpsjonsspekteret til is til lavere energi, noe som gjør den grønnere enn flytende vann.
Snø og is som inneholder bobler eller mye brudd vises hvit fordi kornene og fasettene sprer lys tilbake mot betrakteren i stedet for å la den trenge gjennom vannet.
Samtidig som klare isbiter eller istapper kan være frie for gassene som sprer lys, de virker fargeløse i stedet for blå. Hvorfor? Det er fordi fargen er for blek blå for at du skal registrere fargen. Tenk på fargen på te. Te i en kopp er mørkfarget, men hvis du spruter en liten mengde på disken, er væsken blek. Det tar mye vann å produsere en merkbar farge. Jo tettere vannmolekyler eller jo lengre vei gjennom dem, jo mer røde fotoner blir absorbert, slik at lys som for det meste er blått.
Isblå is
Is is starter som hvit snø. Når mer snø faller, blir lagene under den komprimert og danner en isbre. Trykket presser ut luftboblene og ufullkommenhetene og danner store iskrystaller som tillater lysoverføring. Det øverste laget av en isbre kan virke hvitt enten fra snøfall eller fra brudd og forvitring av isen. Isbreets ansikt kan virke hvitt der det er forvitret eller der lys reflekteres fra overflaten.
En misoppfatning om hvorfor isen er blå
Noen mennesker tror at isen er blå av samme grunn som himmelen er blå, Rayleigh spredning. Rayleigh-spredning oppstår når lys spres av partikler som er mindre enn bølgelengden til strålingen. Vann og is er blå fordi vannmolekyler selektivt absorbere den røde delen av det synlige spekteret, ikke fordi molekylene spre de andre bølgelengdene. I virkeligheten ser is blå ut fordi den er blå.
Se Blue Ice for deg selv
Selv om du kanskje ikke får sjansen til å observere en isbre på første hånd, er en måte å lage blå is å gjentatte ganger å stikke en pinne ned i snøen for å komprimere flakene. Hvis du har nok snø, kan du bygge en iglo. Når du sitter inne, ser du den blå fargen. Du kan også se blå is hvis du skjærer en isblokk fra en ren frossen innsjø eller dam.
Kilde
- Braun, Charles L.; Sergei N. Smirnov (1993). "Hvorfor er vannblått?". J. Chem. Educ. 70 (8): 612. gjør jeg:10,1021 / ed070p612