Почему снег белый. Что такое снег? Делаем форму для льда

Вы когда нибудь задавались вопросом — почему снег белого цвета? Ведь когда снег тает, то он превращается в воду, а вода прозрачная. Почему же снег белый?

Немного о цвете

Разные вещи имеют разные цвета. Видимый свет от Солнца или от любого другого источника света состоит из множества длин волн. Наши глаза воспринимают разные длины волн в виде разных цветов.

Различные объекты имеют разные цвета, потому что отдельные частицы (молекулы и атомы), которые составляют объект, имеют разные частоты колебаний.

Когда свет взаимодействует с объектом, длины волн, которые объект отражает или поглощает, определяют, какой цвет воспринимают наши глаза. Когда объект отражает все длины волн света от Солнца, которые находятся в видимом спектре, то объект выглядит белым.

Когда мы видим пожарный грузовик, то он красного цвета, потому что краска, которой он покрашен, отражает определенные длины волн в красной области видимого спектра и поглощает остальные длины волн.

Если мы смотрим на воду, то она прозрачная. Это означает, что длины волн света проходят через нее, а не отражаются обратно в ваши глаза.

Если взглянуть на отдельную снежинку, то она тоже почти прозрачная. Но когда мы видим снег, то есть большую концентрацию снежинок, то весь свет отражается, а не проходит сквозь них. И мы видим снег в белом цвете.

Ключевым фактором здесь является способ, которым свет взаимодействует с массой снежинок сложной формы и воздухом, которые и составляют снег. Снежинки имеют сложную и разнообразную форму. Когда свет попадает на снежинку (кристаллик льда), он встречает изгиб и попадает на другой кристаллик льда, затем на другой, и так далее. Процесс продолжается до тех пор, пока свет не отражается от снега, а не проходит прямо через него на землю.

Если в снегу есть грязь, то часть волн поглотиться, и мы увидим эту грязь. Но если снег свежий, то большинство световых волн в конечном счете будут отражены и мы увидим белоснежный снег.

Вы возможно замечали, что иногда снег также может иметь синеватый или голубой оттенок. Снег белый, когда свет отражается кристаллами льда лишь небольшое количество раз, не проникая очень глубоко в снег. Если мы посмотрим на небольшую кучку снега, то она будет белая, потому что почти весь видимый свет отражается.

Другая ситуация для света, который не отражается, а проникает в снег. Когда этот свет проникает в снег, кристаллики льда рассеивают большое количество света. Чем глубже проникает свет, тем больше происходит рассеиваний.

Мы видим свет из верхних слоев (примерно до 1 см), в то время как в нижних слоях свет рассеивается и поглощается. Для света, который проникает глубже, более длинные волны, которые существуют на красном конце светового спектра, поглощаются, оставляя более короткие длины волн на голубой стороне спектра, которые отражаются назад и мы их видим.

Можно сказать, что синий свет легче всего проходит сквозь лед. Тут важно понимать, что спектральный отбор связан с поглощением, а не с отражением, как иногда думают.

В данном случае можно говорить о снеге, как о фильтре, который пропускает или не пропускает разные цвета. Если у нас сантиметровый слой снега, то весь свет проходит через него. Если это метр или более, то только синий свет пройдет через него (рассеивается в нем). Можно провести аналогию с чашкой кофе. Когда мы его только наливаем, то он светлый, чем его больше, тем более темным он становится.

Когда русского человека просят представить себе зиму, первым делом он видит в своем воображении снег, белоснежный покров, который окутал все кругом. Мы на столько привыкли к цвету снега, что даже не задумываемся, почему снег белого цвета.

Почему снег белый

Все цвета, воспринимаемые нами, зависят от солнечных лучей. Черные предметы полностью поглощают солнечный свет, поэтому и воспринимаются нами черными. А если предмет полностью отражает лучик солнца, то цвет нам будет казаться белым.

Что такое снег, по сути? Это замерзшая вода, шестигранные льдинки. А вода и лед бесцветные. Почему тогда снег белый? Лед остается бесцветным, так как пропускает через себя весь солнечный луч. Да и каждая снежинка пропускала бы через себя весь свет и также не имела бы цвета. Но снежинки обычно падают друг на друга в беспорядочном движении. А уже вместе они становятся непрозрачными, а белыми.

Чтобы разобраться, почему снег белого цвета, почему он отражает лучи солнца, нам надо посмотреть на состав снега. Снег образуется из снежинок, а снежинки - из огромного количества кристаллов. Эти кристаллики не гладкие, а с гранями. В этом-то и кроется ответ на наш вопрос, почему снег белый. Именно от граней отражается солнечный свет.

Вода в атмосфере - это пар, она замерзает, и образуются прозрачные кристаллики. От движения воздуха кристаллы свободно перемещаются то вверх, то вниз.В этом хаотичном движении кристаллы соединяются друг с другом. И когда наконец собирается слишком много кристаллов вместе, тогда они начинают падать на землю уже в виде привычных нам снежинок.

Получается, цвет снега белый, потому что и свет солнца, который он отражает, является белым. Подумайте, если бы луч солнца стал зеленым или желтым, тогда и цвет снега был таким же. Наверняка, многие замечали, что во время восхода или заката, нам кажется, что лучи солнца становятся розоватыми, вот и снег в этот момент видится нам розовым.

Бывает ли снег другого цвета

Кто может дать утвердительный ответ на этот несуразный вопрос?! Не откидывайте сразу эту идею. На самом деле, случалось и такое, что выпадал цветной снег. К примеру, когда-то Чарльз Дарвин описал один подобный случай. Дело было во время одной его экспедиции. Посмотрев на копыта мулов, Ч. Дарвин увидел, что они покрылись красными пятнами. Это случилось, когда мулы прошлись по выпавшему снегу. Оказалось, что красный снег образовался от присутствия в воздухе пыльцы красного цвета в то время, когда начал падать снег.

Природные явления вызывают огромный интерес у детей. Все мамы сталкиваются с незамысловатыми вопросами маленьких почемучек: «Почему снег белый, а лёд прозрачный?» По логике вещей, снег – это множество спрессованных снежинок, состоящих из воды. Вода, сама по себе – прозрачна, значит и снег должен быть невидимым. Но всё выглядит иначе. Произнося слово снег, сразу всплывает понятие белоснежный. Рассмотрим сточки зрения физики, почему снег белого цвета.

Физическая загадка

Снежинка состоит из кристалликов воды, микроскопического размера. Неужели нам просто кажется, что сугроб белого цвета. Ведь радуга тоже разноцветная, а это всего лишь обман зрения. Снег нам кажется белоснежным, когда на него попадают солнечные лучи. В зависимости от яркости световой волны, цвет снега может быть:

• Голубым;
• Серым;
• Синим;
• Розовым.

Например, когда на улице пасмурно – снег кажется серым или синим, а на закате солнца – розовым.

Верно то утверждение, что снег белый именно из-за свойств воды. прозрачная – снег белый. Сугроб из снега – это миллиарды снежинок, каждая из которых кристаллическое соединение воды. Главное физическое свойство воды – способность к поглощению красного и инфракрасного спектрального луча. Когда лучи проходят через кристаллики, свет от солнца не пропускает тёплые цвета спектра, а холодные – пропускает. Именно поэтому цвет снега становится от голубого до серого.

Если потеря спектральных цветов не происходит, то цвет снега кажется белым.

А как же лёд?

Лёд – это тоже вода, только в другом агрегатном состоянии. Тогда он прозрачен, а не белый? Лёд представляет собой кристаллическое соединение. Кристалл всегда прозрачен и не важно, лёд это или кристаллическая соль. Ледяная глыба – это тоже, своего рода кристалл, только большого размера. Давайте проведём микроскопическое исследование льдинки.

Снежинка под микроскопом на свету прозрачна. Это обусловлено чистотой и отсутствием примесей и воздушных пузырьков. Пропуская солнечные лучи, лёд, как и снежинка будет тоже прозрачный.

А вот снежный сугроб – это множество кристаллических снежинок, которые отражают солнечные лучи. Если бы поверхность снежинок была идеально ровная, то и снег был прозрачным. Но так как в сугроб снежинки ложатся беспорядочно, свет преломляется под разными углами. Это и придаёт сугробу белый цвет. Недаром говорят, что снег, словно слепит белизной. Отражение солнечного света заставляет нас зажмуриваться от ярко белого снега.

Если сравнить огромную льдину и снежный сугроб, то лучи беспрепятственно проходят сквозь лёд, а от снега они преломляются. Если измельчить ледяную глыбу, она станет белой, так как кристаллики воды будут не спрессованы в одно целое.

Лучи будут преломляться и отражаться. Именно это и объясняет физическое явление, снег белый, а лёд прозрачный. Кстати, известны случаи выпадения цветных осадков. Из-за химических примесей, снег приобретает не привычный для нашего глаза оттенок.

2015-03-07
Одна из причин, почему мы любим снег, у него необычный для природы белый цвет. Но если задуматься, то кажется странным, что снег белый, так как по сути это просто куча прозрачных кристалликов льда. Почему же он белый, а не прозрачный?

Видимый свет состоит из многих различных частот. Для наших глаз эти различные частоты, имеют разные цвета. Наличие цвета у предметов обусловлено различной способностью поглощать и отражать эти частоты.

Теперь, вспомним какого цвета лед, если внимательно присмотреться к нему, то можно увидеть, что на самом деле он полупрозрачен. Это означает, что свет не проходит прямо через него, часть света преломляется и иногда отражает обратно (это объясняет, почему мы видим белые пятна внутри льда). То есть из освещенного куска льда свет будет выходить со всех сторон, а не просто проходить сквозь него.

Третий шаг, который мы сделаем, вспомним что снег - это огромное количество кристаллов льда. То есть свет, попадая в одну снежинку, преломляясь, попадает в следующую снежинку и так далее. Этот процесс одинаков на различных световых частотах, поэтому все цвета света возвращаются обратно. А равномерное смешение всех этих частот и есть белый цвет. Таким же образом можно объяснить, почему куча мелких осколков стекла выглядит белым.

Однако это беспристрастное рассевание, справедливо только для наружного слоя снега. На самом деле, ледяные кристаллы имеют предпочтение, когда дело доходит до поглощения и рассеяния света и, как правило, поглощают больше в красной области спектра и менее в голубой. Вот почему ямы, вырытые в снегу, кажутся голубыми по внутренней стороне.

Таким образом, снег кажется белым только благодаря внешнему слою, который отражает и преломляет свет. Если бы свет проходил полностью через слой снега, то на обратной стороне он казался голубым. Такое явление можно понаблюдать в чистом куске льда на ярком солнечном свете.

Банальная, на первый взгляд, ситуация: вы подходите к знакомому или родственнику и интересуетесь: «Нужен прозрачный лед. Как сделать, чтобы кубики не были мутными и в трещинах, да еще и без специфического запаха морозильной камеры?» Самое странное, что в 99,9 % случаев в ответ вы получите рекомендацию засунуть форму для льда в морозилку и подождать пару часов, сопровожденную насмешливым взглядом. Да-да, собеседнику всегда будет казаться, что вы задали смешной и нелепый вопрос, ответ на который знает даже первоклассник. Но пребывать в этой счастливой уверенности он будет до тех пор, пока сам не попробует изготовить прозрачный лед. Как сделать ледяные кубики, вроде бы всем понятно и известно, но вот на практике не у всех это получается.

Есть проблема

Любой современный холодильник в своей стандартной комплектации содержит лоток для яиц и полочки разного калибра и предназначения, а также миниатюрную формочку для заморозки воды. Между прочим, изобретательные домохозяйки не только используют ее по прямому назначению, но и морозят в ней ароматные травы, ягодное, фруктовое и овощное пюре, которое потом используют для приготовления разнообразных блюд.

Подобное мастерство, однако, вовсе не означает, что хотя бы половина многоопытных девушек в курсе того, как приготовить элементарную составляющую коктейлей и прохладительных напитков - прозрачный лед. Как сделать его кристально чистым и красивым, таким, каким его подают в барах, ресторанах или показывают в телевизионных роликах?

Обычная дает всегда неожиданный и довольно неприглядный результат. Кубики выглядят неэстетично, они содержат вкрапления непонятного происхождения, множественные сколы и трещины, кроме того, имеют неравномерную консистенцию.

Непреложное условие

Так в чем же дело? Почему в домашних условиях так трудно получить прозрачный лед? Как сделать его чистым, как слеза, ровным и блестящим? Ответ на вопрос довольно прост: кубики тогда получатся идеальными, когда тому будут благоприятствовать условия. Их есть несколько, и сейчас мы о них расскажем.

Во-первых, сырье, из которого вы планируете сделать идеально прозрачный лед, должно быть тоже идеальным. Что это означает? Все просто: вода из-под крана нам не подходит. В той субстанции, которую подают по трубам коммунальные службы, довольно трудно определить состав. Примеси металлов, химикатов и прочей гадости во время заморозки не позволяют молекулам воды кристаллизироваться так, как положено, они ломают изначально четкую структуру льда.

Во-вторых, в жидкостях часто содержится воздух, маленькие пузырьки мешают стать замороженной водичке прозрачной и гладкой. Отсюда напрашивается вывод: вода должна быть чистой и не содержать в себе газов. Идеальным сырьем может стать но вот употреблять в рацион ее медики настоятельно не рекомендуют.

Итак, как сделать прозрачный лед в домашних условиях? Прежде всего нужно подготовить сырье. Для этой цели подойдет очищенная в промышленных условиях питьевая вода, но не минеральная, обогащенная солями и минералами, а простая столовая и негазированная. Прежде чем заливать жидкость в форму для льда, ее необходимо вскипятить. Во время нагревания из неё испарятся пузырьки воздуха, что многократно повышает уровень прозрачности и чистоты льда. Можно также использовать и ту воду, что течет из крана, но ее нужно очистить бытовым фильтром, а потом также вскипятить. Для достижения максимального эффекта процедуру можно повторить дважды, то есть поочередно отфильтровать воду, вскипятить, снова очистить, а потом снова довести до кипения.

Ледовое «попоище»

С качеством воды мы разобрались, но не менее важным фактором будет создание правильного микроклимата для заморозки. Вообще, данная тема, скорее всего, волнует любителей прохладительных напитков (разного уровня крепости). Мутные кубики в стакане с содовой или спиртным вполне сгодятся для личных нужд, то потчевать такими напитками гостей не очень хочется, поэтому вопрос о том, как сделать прозрачные кубики льда, актуален для многих людей.

Опытным путем замечено, что лед тогда получается мутным и некрасивым, когда он замерзает неравномерно. Чтобы снизить вероятность температурных колебаний, важно быстро заморозить воду при стабильном микроклимате.

Тут уже мнения специалистов несколько расходятся. Одни утверждают, что чем быстрее лед образуется, тем он будет красивее, а для этого воду нужно поместить в морозильную камеру при максимально низком значении на термометре. Другие, напротив, советуют выставить термостат на положение -1 Сº и дать воде замерзнуть в таких условиях, главное - не открывать камеру, дабы избежать попадания теплого воздуха извне.

Праздник с размахом

Многих читателей может заинтересовать вопрос о том, каким образом развлекательным заведениям удается создавать большое количество ледяных кубиков. Как сделать прозрачный лед, чтобы его хватило для сотен посетителей и гостей? Для этого используют специальные агрегаты - льдогенераторы. С их помощью можно наморозить очень много воды, они поддерживают оптимальную температуру внутри камеры, что позволяет делать лед прозрачным.

Но и при работе с такой машиной важно соблюдать некоторые условия. Кроме того, что качество воды должно соответствовать заданным параметрам (отсутствие примесей обязательно), партии льда необходимо делать одновременно. То есть долив воды в ячейки, пока в камере остаются уже готовые кубики, приведет к плохому конечному результату. Жидкость лучше всего использовать комнатной температуры: как показывает практика, более прохладная водица замерзает неравномерно, а лед получается мутным.

Холодное искусство

Последний, но не менее любопытный вопрос - это как сделать лед прозрачным в домашних условиях, если он нужен для скульптуры? Ледяные статуи и фигуры - это роскошное зрелище. Их создателей без преувеличения можно назвать великими мастерами своего дела. Некоторые из них творят великолепные шедевры, трудятся над своими работами днями напролет в ужасных условиях, чтобы благодарные зрители могли насладиться зимней сказкой.

Но вот задача: где взять глыбы льда таких колоссальных размеров, чтобы из них можно было вырезать огромные скульптуры? Иногда для этого используют искусственный лед, но это очень дорого, кроме того, заготовки делают стандартных размеров, которые не всегда устраивают скульптора.

В зимнюю пору наиболее приемлемым вариантом станет использование природного льда, который блоками вырубают прямо в водоемах. Это довольно опасный промысел, ведь всегда есть серьезная опасность оказаться подо льдом, а работать приходится в специальной одежде, чтобы не намокнуть.

Как видите, шансов сделать глыбу самостоятельно - дома, в морозильной камере - крайне мало. Зимой, конечно, можно заморозить лед в любой емкости, если это позволяет температура воздуха, но с некоторыми оговорками.

Для создания ледяных шедевров необходимо использовать твердую глыбу однородной консистенции. Рыхлый лед будет быстро крошиться и таять, а это не даст возможности вырезать красивую скульптуру.

Работать при слишком сильном морозе мало того, что просто трудно, но еще и опасно - лед замерзает настолько сильно, что во время обработки от него отлетают очень твердые и острые осколки, которыми запросто можно пораниться. Кроме того, склеить между собой несколько деталей изделия при помощи воды не получится - она будет замерзать слишком быстро, а теплая жидкость может стать причиной взрыва всей композиции из-за резкого перепада температур.

Создавать ледяные глыбы самостоятельно можно при помощи специальных морозильных камер. Они есть импортного и отечественного производства. Плюсом российских морозилок выступает возможность заказать камеру по индивидуальным размерам.