Vì sao đá ướt trông sẫm màu hơn?

Bề mặt đá khô gồ ghề với những rãnh nhỏ và hạt li ti. Tại mỗi ranh giới tiếp xúc giữa không khí và đá, ánh sáng bật ra mọi hướng, và một lượng khá lớn trong số đó quay thẳng về mắt trước khi bị hấp thụ. Vì thế, đá khô trông trắng đục và nhạt màu.

Khi nước lấp đầy các rãnh, ranh giới tiếp xúc chuyển từ không khí với đá sang nước với đá. Mức độ làm ánh sáng đổi hướng của nước và đá gần nhau hơn so với của không khí, nên ánh sáng ít tán xạ hơn và đi sâu hơn vào trong đá. Ánh sáng đi sâu vào trong có thêm cơ hội bị các thành phần của đá hấp thụ.

Ý tưởng do Ångström người Thụy Điển đưa ra vào năm 1925 đã được Lekner và Dorf thuộc Đại học Victoria ở New Zealand hoàn thiện bằng tính toán vào năm 1988. Đá gồ ghề phát ánh sáng ra theo nhiều hướng xiên khác nhau, nhưng ánh sáng chạm vào mặt trên của lớp nước ở góc quá xiên sẽ không thoát ra không khí mà bị phản xạ trở xuống. Hiện tượng này gọi là phản xạ toàn phần.

Ánh sáng quay lại chạm vào đá thêm một lần nữa, và mỗi lần như vậy, một phần lại bị hấp thụ. Sau vài lượt qua lại, lượng ánh sáng đến mắt giảm đi, khiến đá trông sẫm màu. Kết quả tính toán có tính đến cả hai hiệu ứng rất phù hợp với các giá trị đo thực tế.

Ta dễ nghĩ rằng đá tối đi vì nước hút ánh sáng, nhưng lớp nước mỏng hầu như không hấp thụ ánh sáng. Chính đá mới là thứ hấp thụ ánh sáng, còn nước chỉ khiến ánh sáng lưu lại ở đá lâu hơn. Vì thế, khi khô đi, đá trở lại nguyên màu ban đầu.

Cũng vì lý do đó, đá càng gồ ghề thì sự khác biệt càng lớn, còn những bề mặt phẳng đều như kính hay đá được mài nhẵn thì gần như không đổi khi bị ướt. Bề mặt nhẵn phản xạ ánh sáng theo một hướng như gương, nên ít ánh sáng bị giữ lại trong lớp nước.

Khi được làm ướt, lượng ánh sáng tán xạ trắng trên bề mặt giảm đi, khiến màu sắc trông đậm và rõ hơn. Bề mặt đá được mài đánh bóng trông sẫm màu cũng là vì lượng ánh sáng tán xạ trên bề mặt giảm. Vì thế, khi chọn đá lát nền hoặc đá cảnh, bạn có thể phun nhẹ một chút nước để phần nào hình dung trước màu sắc sau khi đánh bóng.

Chỉ phần bãi cát có sóng chạm tới trông tối hơn, hay chỉ chỗ áo phông bị nước bắn vào trở nên sẫm màu, cũng đều là hiện tượng tương tự. Nếu vẫn còn vệt sẫm màu thì đó cũng là dấu hiệu cho thấy chỗ ấy chưa khô hẳn.