ما الذي يجعل سنو وايت؟

لماذا بياض الثلج إذا كانت المياه صافية؟ يدرك معظمنا أن الماء ، في شكل نقي ، عديم اللون. الشوائب مثل الطين في النهر تسمح للماء بأخذ أشكال أخرى متعددة. يمكن للثلج خذ الأشكال الأخرى أيضًا ، وفقًا لظروف معينة. على سبيل المثال ، لون الثلج ، عند ضغطه ، يمكن أن يأخذ لونًا أزرق. هذا أمر شائع في الجليد الأزرق من الأنهار الجليدية. ومع ذلك ، يبدو الثلج غالبًا أبيض اللون ، ويخبرنا العلم عن السبب.

الوان متنوعة للثلج

يساعدنا فهم الخصائص الفيزيائية للثلج والجليد على فهم لون الثلج. الثلج بلورات ثلج صغيرة عالقون معا. إذا نظرت إلى بلورة ثلجية واحدة في حد ذاتها ، فسترى أنها واضحة ، لكن الثلج مختلف. عندما يتشكل الثلج ، تتراكم المئات من بلورات الثلج الصغيرة لتكوين رقائق الثلج المألوفة لدينا. غالبًا ما تكون طبقات الثلج على الأرض عبارة عن مساحة هوائية ، حيث تمتلئ الكثير من الهواء في الجيوب بين رقاقات الثلج الناعمة.

الضوء المنعكس هو السبب في أننا نرى الثلج في المقام الأول. ضوء مرئي من الشمس تتكون من سلسلة من الأطوال الموجية للضوء التي تفسرها أعيننا كأشكال وألوان مختلفة. عندما يضرب الضوء شيئًا ما ، يتم امتصاص أطوال موجية مختلفة أو انعكاسها إلى أعيننا. مع تساقط الثلوج عبر الغلاف الجوي على الأرض ، ينعكس الضوء عن سطح بلورات الثلج ، التي لها جوانب أو "أوجه" متعددة. بعض الضوء التي تصيب الثلج مبعثرة بالتساوي في جميع الألوان الطيفية ، وبما أن الضوء الأبيض يتكون من جميع الألوان في الطيف المرئي ، فإن أعيننا تدرك الأبيض رقاقات الثلج.

لا أحد يرى ندفة ثلج واحدة في كل مرة. عادة ، نرى الملايين الضخمة من رقاقات الثلج تضع طبقات على الأرض. عندما يضرب الضوء الثلج على الأرض ، هناك العديد من المواقع التي يجب أن ينعكس فيها الضوء بحيث لا يتم امتصاص أو عكس طول موجة واحدة باستمرار. لذلك ، فإن معظم الضوء الأبيض من الشمس التي تصطدم بالثلج ستنعكس مرة أخرى على أنها ضوء أبيض ، لذلك نحن ندرك الثلج الأبيض على الأرض أيضًا.

الثلج عبارة عن بلورات جليدية صغيرة ، والثلج شفاف ، وليس شفافًا مثل زجاج النوافذ. لا يمكن للضوء المرور عبر الجليد بسهولة ، ويغير الاتجاهات أو يعكس زوايا الأسطح الداخلية. لأن الضوء يرتد ذهابًا وإيابًا داخل البلورة ، فإن بعض الضوء ينعكس ويتم امتصاص البعض الآخر. الملايين من بلورات الثلج ترتد ، تعكس ، وتمتص الضوء في طبقة من الثلج تؤدي إلى أرض محايدة. هذا يعني أنه لا يوجد تفضيل لامتصاص أو انعكاس جانب واحد من الطيف المرئي (الأحمر) أو الآخر (البنفسجي) ، وكل ذلك الارتداد يضيف إلى اللون الأبيض.

الجبال الجليدية التي تشكلت من خلال تراكم الثلوج وضغطها ، تبدو الأنهار الجليدية أزرق بدلاً من أبيض. في حين أن الثلج المتراكم يحتوي على الكثير من الهواء الذي يفصل رقائق الثلج ، تختلف الأنهار الجليدية لأن الجليد الجليدي ليس مثل الثلج. تتراكم رقاقات الثلج وتحزم معًا لتشكل طبقة صلبة ومتحركة من الجليد. يتم ضغط الكثير من الهواء من طبقة الجليد.

ينحني الضوء عندما يدخل طبقات عميقة من الجليد ، مما يتسبب في امتصاص المزيد والمزيد من الطرف الأحمر من الطيف. عندما يتم امتصاص الأطوال الموجية الحمراء ، تصبح الأطوال الموجية الزرقاء متاحة أكثر لتنعكس مرة أخرى على عينيك. وبالتالي ، سيظهر لون الجليد الجليدي باللون الأزرق.

ليس هناك نقص في رهيبة مشاريع علم الثلج والتجارب المتاحة للمعلمين والطلاب. بالإضافة إلى ذلك ، تم العثور على خطة درس رائعة حول العلاقة بين الثلج والضوء في مكتبة الفيزياء المركزية. مع الحد الأدنى من التحضير ، يمكن لأي شخص إكمال هذه التجربة على الثلج. تم تصميم التجربة بعد أن أكملها بنيامين فرانكلين.