Proč je sníh bílý? Voda je přece průhledná.

3. 12. 2018 8:00:07
Sníh má jinou barvu než voda, ze které vzniká. Voda je průhledná nebo (ve větší vrstvě) namodralá. Za barvu čerstvě napadlého sněhu může - jak jinak - fyzika. (délka blogu 3 min.)

Voda a sklo

Proč jsou vlastně některé materiály průhledné? Voda i sklo mají jedno společné, mají hladký povrch a homogenní strukturu. Vodní hladina sice může být větrem poškozena, takže se na ní vytvářejí vlny, když ale vítr ustane, bude hladina “jako sklo”.

To ale není jediný předpoklad pro to, aby byl materiál průhledný. Důležité je také to, jak reaguje světelný paprsek s molekulami, ze kterých se daný materiál skládá.

Průhledné a neprůhledné materiály

Pokud se dostane světelný paprsek do nitra materiálu, mohou se v podstatě stát dvě věci: paprsek projde kolem molekul materiálu bez povšimnutí, nebo je jimi absorbován.

Aby byla situace trochu pestřejší, skládá se světlo z fotonů s různými vlnovými délkami - vnímáme je jako barvy od červené přes žlutou a zelenou až po modrou a nafialovělou. Různé vlnové délky mohou reagovat s materiálem různým způsobem. Může se stát, že jsou některé z nich ignorovány a jiné oblíbené.

Materiál, kterým má světlo procházet, se dá zjednodušeně definovat jako celé sídliště, plné elektronových hotelů (elektronový hotel - viz předchozí blog o vodoměrce). V nejvyšších patrech těchto hotelů číhají znuděné elektrony. Jsou vděčné za jakékoliv rozptýlení.

Jistě si dovedete představit to vzrušení, když kolem jejich hotelu projede zmrzlinář (světelný paprsek), nabízející různé druhy zmrzlin (elektromagnetických vln) - zelenou pistáciovou, žlutou s mangem, červenou jahodovou nebo modrofialovou borůvkovou. Elektrony v hotelech mají své chutě a dávají zpravidla přednost jedné z nich. Může se pak stát, že vykoupí celou várku zmrzliny jednoho druhu. Zmrzlinář odjede už jen s částí svého sortimentu. Takové materiály jsou různě zbarvené - vždy takovou doplňkovou barvou, která se skládá z vlnových délek, které předtím elektronům nechutnaly.

Existují ale i jiné materiály, které mají velice nevybíravé - nebo hladové - elektrony. Těší se na jakoukoliv zmrzlinu. Pak se dokonce může stát, že vykoupí úplně všechny zásoby. Kde není už žádná zmrzlina, není ani žádné světlo, které by mohlo materiál opustit. Materiál je tedy - neprůhledný.

Případ vody a sněhu

Sníh sám o sobě - je skutečně průhledný. Vždyť se skládá ze stejného materiálu jako voda. Jeho průhlednost ale nevnímáme u čerstvě napadlého sněhu právě z toho důvodu, že nesplňuje první požadavek - hladký a rovnoměrný povrch.

Sněhová hmota se skládá z malých vloček - o hladkém povrchu tedy nemůže být řeči.

Většina světla, dopadajícího na sníh, se rozptýlí na nesčetných sněhových vločkách na jeho povrchu, takže se do nitra materiálu ani nedostane. Paprsky, které předtím dopadaly na sníh zhruba ve stejném směru, míří po odrazu na hrubém materiálu různými směry.

Princip rozptylového odrazu by se dal přirovnat ke stolnímu tenisu, který se hraje na desce, na kterou někdo nasypal smetí. Odraz tenisového míčku se stane nevypočitatelným a hra je frustrující.

Proč má sníh bílou barvu?

Tím docházíme k poslední otázce. Proč mají sněžným povrchem frustrované sluneční paprsky zrovna bílou barvu? To je dáno tím, že i původní světlo, které k nám přichází od Slunce, má ve svém optickém součtu barvu, kterou naše oko vnímá jako bílou.

Bílé barvě sněhu navíc napomáhají jeho fyzikální vlastnosti.

Vzhledem k tomu, že je voda bezbarvá (a jen ve velkém množství rozeznáme její namodralou barvu), není důvod, proč by měl mít sníh jinou barvu než barvu světla, které na něj dopadá. Jinými slovy - elektrony v elektronových hotelech ve sněhu nemají rády absolutně žádnou zmrzlinu. Není divu - v takové zimě! Zmrzlinář (sluneční paprsek) tedy odjede s nepořízenou - a s celou širokou paletou barevných laskominek (vlnových délek).

Při dopadu na povrch sněhu nemají elektrony v jeho materiálu chuť na žádnou z dopadajících vlnových délek. Všechny tedy mohou být v klidu rozptýleny povrchem sněhu zpátky do vzduchu kde je vnímáme jako odražené světlo se stejnou barvou, jako mělo světlo dopadající... bílou.

Dodatečně - všem čtenářům krásný první advent!

Autor: Dana Tenzler | pondělí 3.12.2018 8:00 | karma článku: 25.30 | přečteno: 690x

Další články blogera

Dana Tenzler

Adventní pokusy - lampička z mandarinky

O adventu nemusí hořet jen svíčky na věncích - hořet může v domácnosti ledacos. Můžete si zapálit také mandarinku nebo pomeranč. V blogu se dočtete, jak to udělat. (délka blogu 3 min.)

17.12.2018 v 8:00 | Karma článku: 18.34 | Přečteno: 303 | Diskuse

Dana Tenzler

Kosmická archeologie - jakou minulost má naše Slunce?

Vesmír se neustále mění. O nějakém pevném bodu si můžeme nechat jen zdát. Ani naše Slunce není výjimkou - má za sebou dlouhou a zajímavou cestu Galaxií. (délka blogu 3 min.)

13.12.2018 v 8:00 | Karma článku: 21.85 | Přečteno: 470 | Diskuse

Dana Tenzler

Adventní chemie - z čeho a jak vyrobit domácí umělý sníh?

Vánoce nás poslední dobou sněhem moc nerozmazlují. Komu se po něm stýská, ten se musí poohlédnout po alternativě. V blogu se dočtete, jak si udělat vlastní umělý sníh. (délka blogu 3 min.)

10.12.2018 v 8:00 | Karma článku: 18.96 | Přečteno: 497 | Diskuse

Dana Tenzler

Proč má voda modrou barvu?

Jakou barvu má voda v různých hloubkách? Malá bajka o Aqua City a hladových elektronech. (délka blogu 8 min.)

6.12.2018 v 8:00 | Karma článku: 20.72 | Přečteno: 409 | Diskuse

Další články z rubriky Věda

Jan Fikáček

Potřebujeme čas? A existuje vůbec?

Naprosto každý ví, že máme-li udat rychlost čehokoliv, třeba auta, musíme dělit dráhu, kterou ono auto ujelo, časem, za který tu dráhu urazilo. Vypadá to, že se při měření pohybu bez času neobejdeme. Chyba lávky.

17.12.2018 v 9:08 | Karma článku: 20.97 | Přečteno: 582 | Diskuse

Zdenek Slanina

Tři málo známá F z kalných vod provozu StB: Agenti F, fiktivní verbovky, falšování fondů

Řada pojednání o aktivitách StB jsou převyprávění informací, které byly zveřejněny už kolem r. 68. Vedle toho naopak existují témata co mainstream opomíjí. Tři z nich začínají na F: Agenti F, Fiktivní verbovky, Falšování financí.

17.12.2018 v 8:08 | Karma článku: 20.63 | Přečteno: 1369 |

Dana Tenzler

Adventní pokusy - lampička z mandarinky

O adventu nemusí hořet jen svíčky na věncích - hořet může v domácnosti ledacos. Můžete si zapálit také mandarinku nebo pomeranč. V blogu se dočtete, jak to udělat. (délka blogu 3 min.)

17.12.2018 v 8:00 | Karma článku: 18.34 | Přečteno: 303 | Diskuse

Jan Mestan

Konvekční proudění v analogovém přístupu - kterak plášťová konvekce nemůže hýbat deskami

Země je postupně chladnoucím tělesem. Oproti Slunci nedisponuje fúzním reaktorem ve svém nitru. Země umí vlastně jen chladnout - na jejím povrchu se už před miliony a miliardami lety vysrážela tuhá krusta.

14.12.2018 v 19:25 | Karma článku: 15.59 | Přečteno: 367 | Diskuse

Libor Čermák

Jak postavit vesmírný betlém?

Vesmír, jak známo, ukrývá objekty nejrůznějších tvarů. A teď si představme, že pokud některé z nich vybereme, dokážeme z nich vystavět celý vánoční betlém. Nevěříte? Vydejme se tedy spolu na vánoční cestu Mléčnou dráhou.

14.12.2018 v 10:49 | Karma článku: 7.61 | Přečteno: 170 |
Počet článků 504 Celková karma 24.62 Průměrná čtenost 904

Zajímám se o přírodní vědy. Píšu o tom, co mě zaujalo při toulkách internetem. Vzhledem k občastým dotazům - ano, skutečně mám vzdělání. Ne, nebudu tu vypisovat všechny svoje tituly, knihy a vědecké práce. Tenhle blog provozuji ve svém volném čase pro radost. 

Pokud vás blog pobaví nebo se v něm dočtete něco zajímavého - je jeho účel splněn. Přijďte si popovídat do diskuze, často je ještě zajímavější než blog sám, díky milým a znalým návštěvníkům. 

Najdete na iDNES.cz