Chuyển đến nội dung

Số 220Thiên nhiên3 phútlượt xem 72

Xuất bản bởi Thư viện GK · Nhà phụ

Băng trong, sao tuyết lại trắng?

Một hạt tuyết trong như thủy tinh, nhưng chất lại thì trông trắng

Tranh phấn dầu trên nền xanh navy: khối băng trong suốt và đống tuyết trắng đặt trên khay đá phiến đen

Tuyết làm từ băng, mà băng thì trong suốt, vậy mà tuyết chất thành đống lại trông trắng. Ánh sáng bị bật qua lại trong tuyết vô số lần, rồi mọi màu trộn lẫn với nhau mà thoát ra.

Một hạt trong như thủy tinh

Nhìn gần một bông tuyết, bạn sẽ không thấy bột trắng mà chỉ thấy các tinh thể băng trong suốt. Trong đó không có thuốc màu trắng nào, mỗi tinh thể đều trong như mảnh thủy tinh. Đó cũng là cùng một chất liệu với khối băng trong suốt lấy ra từ ngăn đá.

Chỉ khác là khối băng bên trong liền thành một khối, nên ánh sáng gần như xuyên qua nguyên vẹn. Tuyết là vô số tinh thể nhỏ chất lại, giữa chúng chen không khí. Sự khác biệt này tách các màu ra. Dùng búa nhỏ đập vụn băng thì khối trong suốt cũng nhanh chóng chuyển trắng, vì cùng một lẽ.

Ánh sáng bật qua lại rồi trộn lẫn

Mỗi lần đi qua ranh giới giữa băng và không khí, một phần ánh sáng bị phản xạ, một phần bị khúc xạ đi vào trong. Trong tuyết có vô số ranh giới như thế, nên ánh sáng bật hết chỗ này đến chỗ khác và phần lớn rốt cuộc lại thoát ra ngoài. Lúc này băng trả lại ánh sáng nhìn thấy gần như đều nhau, bất kể màu gì. Khi mọi màu quay về với tỷ lệ gần giống nhau, mắt người thấy màu trắng. Nghe nói tuyết trên bề mặt Nam Cực phản xạ lại 96 đến 99 phần trăm ánh sáng nhìn thấy tùy bước sóng, tức là gần như trả lại hết.

Mảnh thủy tinh vỡ trông trắng cũng vì lý do này. Khối băng bị nứt chỉ trắng ở chỗ nứt, cũng cùng một hiệu ứng. Khi nhiều mặt trong suốt chồng lên nhau và giữa chúng có không khí, ánh sáng trở thành ánh trắng không màu.

Sâu bên trong tuyết hơi xanh

Băng hấp thụ ánh sáng đỏ nhỉnh hơn ánh sáng xanh một chút xíu. Gần bề mặt tuyết, ánh sáng chỉ bật vài lần rồi ra, nên chênh lệch này không lộ ra. Nhưng ánh sáng đã đi quãng đường khoảng một mét thì khi ra còn lại nhiều màu xanh hơn. Vì thế nếu đào một cái hố sâu trong tuyết rồi nhìn vào, đôi khi bạn thấy ánh xanh nhạt.

Cho nên thứ quyết định màu tuyết không phải sắc tố mà là quãng đường ánh sáng đã đi. Bề mặt thì trắng, còn rất sâu thì có pha ánh xanh. Tuyết cũ có hạt đã thô đi trả lại ít ánh sáng hơn, nên thường trông kém trắng hơn tuyết mới một chút.

Tuyết trắng không phải do sắc tố, mà vì ánh sáng mọi màu bật đều giữa các hạt băng trong suốt rồi thoát ra.

Ghi chú và tài liệu tham khảo · NSIDC Science of Snow, Caltech Snow Crystals FAQ. NSIDC "Science of Snow", Caltech "Snow Crystals FAQ", Phil. Trans. R. Soc. A 377 (2019) "Optical properties of ice and snow". Màu xanh chỉ lộ ra ở tuyết sâu từ một mét.

Tiêu chuẩn biên soạnBáo lỗi

Câu đố nhanh

Lý do chính khiến tuyết chất thành đống trông trắng là gì?

Chỉ được lưu trong trình duyệt này.

Cùng chủ đề · Thiên nhiên

  1. 11.07Thiên nhiênĐom đóm tự phát sáng bằng cách nào?lượt xem 49 · 3 phút
  2. 11.06Thiên nhiênVì sao tiếng kẽo kẹt khi giẫm lên tuyết lại rõ hơn lúc trời lạnh?lượt xem 44 · 3 phút
  3. 11.02Thiên nhiênVì sao mây mưa trông tối hơn mây trắng?lượt xem 81 · 4 phút