چرا آب دریا آبی به نظر می رسد؟ وابسته به عمق

برخی از آب ها برای ما سبز، برخی دیگر آبی و برخی دیگر آبی به نظر می رسند. آب جمع آوری شده در یک ظرف شفاف شفاف است. برای قرار دادن همه چیز در جای خود، بیایید در نظر بگیریم مشخصات فیزیکیاب.

آب رنگ

آب خالص به رنگ آبی است. با این حال، شدت سایه آنقدر کم است که نمی توان آن را در یک ظرف کوچک مشاهده کرد. اگر با آب پر شود آکواریوم بزرگساخته شده از شیشه، رنگ آبی با چشم غیر مسلح قابل مشاهده خواهد بود.

چه چیزی روی سایه تأثیر می گذارد؟ چشم انسان پرتوهای نور منعکس شده را می بیند، بنابراین مهم است که ماده کدام یک از آنها را جذب می کند و کدام را منعکس می کند. طیف نور خورشید مرئی از تمام رنگ های رنگین کمان تشکیل شده است.

یک مولکول آب قسمت های قرمز و سبز طیف را جذب می کند و رنگ آبی را منعکس می کند. این به آب رنگ آبی می دهد. هرچه لایه آب ضخیم تر باشد، رنگ آن شدیدتر است.

اجسام طبیعی آب

این در تئوری آبی است، رنگ های خالص و یکسان نادر است. چرا آب دریا آبی است؟ دور از ساحل، اقیانوس ها و دریاها هستند عمق بیشترو به رنگ مشکی مایل به آبی یا بنفش به نظر ناظر می رسد. نزدیکتر به ساحل، آب سبک تر می شود: مایل به آبی، سبز، موج دریاو غیره.

چرا این تفاوت رخ می دهد؟ شدت رنگ و سایه نه تنها تحت تأثیر ضخامت لایه آب، بلکه تحت تأثیر حضور ذرات معلق است. در خارج از ساحل، در لایه پلاژیک تعداد زیادی جلبک و بقایای بیولوژیکی وجود دارد. برخی از آنها از خشکی وارد دریاها می شوند. فیتوپلانکتون ها سبز هستند زیرا حاوی کلروفیل هستند. قسمت سبز طیف را منعکس می کند و قرمز و آبی را جذب می کند. وجود جلبک ها ماهیت سبز رنگ آب های ساحلی را تعیین می کند.

عمق و رنگ

اعماق دریا و بیابان های شنیاشتراکات زیادی دارند - موجودات زنده بسیار کمی در آنها وجود دارد. بر تصاویر ماهواره ایبه وضوح قابل مشاهده است که کدام دریاها سرشار از موجودات زنده هستند و کدام دریاها غنی نیستند.

چرا دریا رنگ آبیو نه مثلا سبز؟ زیرا در مرکز این آب انبارها عمیق هستند. در امتداد خط ساحلیرنگ آب سبزتر است، از این رو اینجاست تعداد زیادی از موجودات دریایی. در اعماق آبی تنوع زیستیفقیرتر، مانند فضاهای گرم بیابانی.

برای پاسخ به این سوال که چرا دریا آبی است، تغییر رنگ جسم غوطه ور در آن را در نظر بگیرید. زیردریایی زرد رنگ در نزدیکی سطح برای ما همان طور که واقعاً هست ظاهر می شود.

هرچه عمیق تر می شود، رسیدن اشعه های خورشید به آن دشوارتر می شود. با هر متر، میزان نوری که به سطح آن می رسد کاهش می یابد که با توانایی بازتابی خود آب و ذرات طبیعت زنده و بی جان موجود در آن مرتبط است.

در عمق سی متری، زیردریایی از قبل برای ناظر سبز مایل به آبی به نظر می رسد. این به دلیل این واقعیت است که بیشترطیف زرد قرمز جذب آب می شود. وقتی هنوز چند ده متر پایین تر باشد، مولکول های آب طیف سبز را جذب می کنند. در نتیجه زیردریایی زرد رنگ آبی تیره به خود می گیرد.

اقیانوس حاوی ذرات معلق بسیار بیشتری نسبت به آب خالص است. در همان عمق، در حالت اول بسیار تاریک تر از حالت دوم خواهد بود.

در اقیانوس

دریایی و توانایی درخشش را ندارد. هر چیزی که در زیر سطح آن قابل مشاهده است در پرتوهای منعکس شده خورشید به این شکل است. من تعجب می کنم که چرا رودخانه ها و دریاها آبی هستند، زیرا نور روز- آبی نیست؟ در سطح تقریباً مانند بالای آب است.

بیشترین سهم تابش بر روی قسمت زرد-سبز طیف مرئی است. رنگ دریا بستگی به این دارد که کدام قسمت از پرتوهای طیف منعکس شده و کدام قسمت جذب می شود. این مکانیزم پیچیدهدر آغاز قرن بیستم توسط ژئوفیزیکدان V. Shuleikin به تفصیل شرح داده شد.

مولکول‌هایی که اقیانوس را تشکیل می‌دهند با سرعت‌های متفاوتی می‌لرزند و می‌چرخند و بر بازتاب و جذب تأثیر می‌گذارند. آنها به راحتی پرتوهای قرمز را جذب می کنند و پرتوهای آبی را منعکس می کنند. به همین دلیل، ناظران بالای دریا آن را آبی یا بنفش می بینند.

پرتوهای قرمز در اولین متر عمق جذب می شوند، پرتوهای سبز - نزدیک به 100 و پرتوهای آبی - فقط در صد دوم یا سوم.

شفافیت دریاها

شفافیت آب در اقیانوس های جهان نه تنها به خواص فیزیکی مایع، بلکه به موجودات و ذرات موجود در آن بستگی دارد. مه توسط موجودات پلانکتونیک، خاک و مواد معلق ایجاد می شود مواد مختلف. کمترین تعداد موجودات تک سلولی اعماق دریا در سواحل جزیره یافت می شود. عید پاک. بنابراین، آب‌های آنجا در مقایسه با سایر نقاط اقیانوس جهانی شفاف‌ترین آب‌ها هستند.

دریاها در تمام سطح پراکنده هستند کره زمین. برخی از آنها در مناطق استوایی و برخی دیگر در قطب ها قرار دارند. در برخی از آنها عمدتاً بارندگی شدید و اندک وجود دارد روزهای آفتابی. تعدادی از دریاها در مناطق خشک با شدت بالا تابش خورشیدی. این شاخص ها بر رنگ دریا که برای ناظر قابل مشاهده است نیز تأثیر می گذارد.

بنابراین، با مطالعه تمام خواص فیزیکی آب، اکنون می توانیم با اطمینان به این سوال پاسخ دهیم که چرا دریا آبی است.

چرا اقیانوس آبی است؟ 12 آگوست 2017

اقیانوس آبی. اقیانوس سبز شفاف بی رنگ آب آشامیدنیدر شیشه پس آب چه رنگی است؟ پاسخی شگفت انگیز برای این سوال وجود دارد. آب زلال آبی است. این رنگ بسیار کم رنگ است، بنابراین در یک لیوان کوچک نامرئی است.

اما اگر آب را در یک آکواریوم شیشه ای بزرگ بریزیم، رنگ آبی مشخصی را در آب خواهیم دید.

چه چیزی رنگ آب را تعیین می کند؟ رنگ آب به جذب و بازتاب نور توسط مولکول های آب بستگی دارد. نور سفید مانند نور خورشید را می توان به رنگ های جزء آن تقسیم کرد. مجموعه این رنگ ها طیف نامیده می شود. طیف نور سفید از رنگ های رنگین کمان تشکیل شده است. مولکول های آب نور را در قسمت قرمز-سبز طیف جذب می کنند. پرتوهای قسمت آبی طیف توسط مولکول ها منعکس می شوند. بنابراین، ما رنگ آب را آبی درک می کنیم.

با این حال، در آب های طبیعی رنگ آب می تواند کاملاً متفاوت باشد. در وسط اقیانوس، آب به رنگ آبی تیره، تقریبا بنفش است. در امتداد خط ساحلی، سایه های آب از آبی تا سبز تا زرد-سبز متفاوت است. چرا اینقدر تفاوت وجود دارد؟ تنوع سایه ها به ذرات معلق در آب و عمق مخزن بستگی دارد. در نزدیکی ساحل، آب اقیانوس پر از گیاهان شناور کوچک و ذرات آلی است که از خشکی به آن می ریزند. درست مثل برادران زمینی شان، گیاهان دریاییکه فیتوپلانکتون نامیده می شود، حاوی کلروفیل است.

کلروفیل نور قرمز و آبی را جذب می کند و نور سبز را منعکس می کند. بنابراین، در نزدیکی ساحل، آب اغلب دارای رنگ سبز است.

رنگ آب و عمق عمیق آب های آبیاقیانوس ها مانند بیابان های سفید متروک هستند - اینجا و آنجا زندگی بسیار کمی وجود دارد. وقتی از فضا به آن نگاه کنید، می‌توانید ببینید که کدام اقیانوس‌ها مملو از زندگی هستند و کدام‌ها نیستند. آب های سبز مانند جنگل استواییقاره ها پر از زندگی هستند آب های آبی عمیق از نظر زندگی فقیر هستند و مانند بیابان های سفید و بی جان خشکی هستند. جذب نور توسط ذرات معلق در آب، درک رنگ را در زیر آب تغییر می دهد. تصور کنید که با یک زیردریایی زرد رنگ در آب شیرجه می‌روید.

نزدیک به سطح، زیردریایی شما دقیقاً شبیه رنگ زرد اصلی خود خواهد بود. اما هرچه عمیق‌تر شیرجه بزنید، فاصله نور باید از سطح بیشتر شود تا به زیردریایی برسد. هنگامی که تا عمق 30 متری پایین می آید، بیشتر پرتوهای رنگ های زرد، نارنجی و قرمز توسط مولکول های آب جذب می شود.

پرتوهای قسمت های آبی و سبز طیف به قایق می رسد. و ببینید، زیردریایی شما زرد نخواهد بود، بلکه آبی-سبز خواهد بود. اگر حتی عمیق تر شیرجه بزنید، پرتوهای سبز قطع می شوند. اکنون در زیر قایق آبی آبی مات به نظر می رسد. آب های کدر اقیانوس، که در آن زباله های آلی معلق هستند، نور بیشتری نسبت به آب های شفاف اقیانوس جذب می کنند. آب خالص. بنابراین، هنگامی که در آب گل آلود غوطه ور می شود، تاریکی سریعتر می آید.

اقیانوس از آب نمک ساخته شده است. او خود، اگر همه موجودات زنده نورانی را دور بریزید، نمی درخشد. یعنی تمام نوری که می بینیم از اقیانوس می آید منعکس می شود نور خورشید. اما نور خورشید هم آبی نیست. طیف نور خورشید در سطح اقیانوس به این صورت است.

شدت سقوط به زمین تابش خورشیدیبسته به طول موج در سطح دریا همانطور که می بینید، حداکثر تابش در قسمت های سبز و زرد محدوده مرئی رخ می دهد.

رنگ اقیانوس با مکانیسمی تعیین می شود که مولکول های آب رنگ خورشید را جذب و پراکنده می کنند. مکانیسم بسیار پیچیده است. تنها در سال 1923 توسط ژئوفیزیکدان واسیلی شولیکین به طور کامل توصیف شد. مشخص شد که مولکول‌های آب تحت حرکات ارتعاشی و چرخشی قرار می‌گیرند و در نتیجه به‌طور متفاوتی جذب می‌شوند. طول های مختلفامواج رنگ قرمز بیشتر از همه جذب می شود و آبی کمتر از همه جذب می شود. رنگ آبیپراکنده شده و دوباره در هوا منعکس می شود و رنگ قرمز در اقیانوس جذب می شود. این باعث می شود که اقیانوس برای ما آبی به نظر برسد و در زیر آب همه عکس ها آبی به نظر می رسند. بنابراین، اگر قصد عکاسی از ماهی را دارید، فلاش را فراموش نکنید.

نمودار نحوه عبور نور خورشید از اقیانوس را نشان می دهد. قرمز تقریبا بلافاصله جذب می شود، بنابراین در اعماق کم تقریباً هیچ رنگ قرمزی در زیر آب وجود ندارد. رنگ سبز تا صد متر می رسد. و آبی - تا 200-300 متر.

شفافیت اقیانوس نه تنها توسط مولکول های آب، بلکه توسط موجودات کوچکی که در آنجا زندگی می کنند تعیین می شود. پلانکتون، مواد معلق، گل - همه اینها شفافیت اقیانوس را کاهش می دهد. ناسا اخیراً تحقیقاتی انجام داده و دریافت که کمترین غلظت پلانکتون در سواحل جزیره ایستر واقع شده است.

به همین دلیل است که اقیانوس در آنجا شفاف ترین اقیانوس در جهان است.
اگر آن را ندیده‌اید، توصیه می‌کنم به صفحه پروژه رصدخانه زمین (ناسا) نگاهی بیندازید و مشاهدات کاملاً خیره‌کننده از غلظت فیتوپلانکتون‌ها در اقیانوس‌های جهان در ده سال گذشته را مشاهده کنید. رفتار دمای اقیانوس نیز وجود دارد. در آنجا می توانید ببینید، برای مثال، گرم ترین دریای روی زمین کجاست، چرا نهنگ ها تابستان را در عرض های جغرافیایی شمالی سواحل آلاسکا و جزایر آلوتین می گذرانند، یا چرا در سه هفته قایقرانی. اقیانوس آرامما تقریباً هیچ موجود زنده ای را دور از ساحل ندیدیم.

منابع:

ما رنگ آب دریاها و اقیانوس ها را تحسین می کنیم، می گوییم آبی تیره یا آبی آسمانی یا چیز دیگری است، اما دیدن و تحسین برای دانشمندان کافی نیست، آنها باید بدانند چرا این همه اتفاق می افتد. .

در قرن نوزدهم، جغرافیدان سوئیسی F.A. Forel دستگاهی را اختراع کرد که رنگ آب را اندازه گیری می کرد. او مقیاسی از محلول های شیمیایی ایجاد کرد که همیشه سایه های یکسانی داشتند. به این مقیاس زانتومتر می گویند.

لازم به اثبات امر بدیهی بود. رنگ آب، مانند رنگ هر جسمی، با توانایی آن در انتقال یا انعکاس هر رنگی از طیف خورشیدی تعیین می شود. به عنوان مثال، برف منعکس می کند رنگ سفید، یخ نور خورشید را از طریق عبور می دهد و بنابراین شفاف است و آب در اقیانوس رنگ آبی طیف را منتقل می کند و به طور همزمان منعکس می کند. اعتقاد بر این بود که خود آب کاملاً بی رنگ است.

در سال 1883 دانشمند بلژیکی اسپرینگ آزمایشی را با آب مقطر انجام داد. او ثابت کرد که حتی در یک لوله بسته، حتی آب تصفیه شده نیز رنگ آبی به دست آمده از طیف را برای مدتی حفظ می کند.

علاوه بر این، روشن شد که رنگ آب به کوچکترین ذرات که پراکندگی آنها عامل آبی آسمانی است بستگی ندارد. بهار ثابت کرد که آب وقتی در معرض پرتوهای طیف قرار می گیرد، قسمت های قرمز و تیره طیف را جذب می کند و قسمت های آبی را منتقل می کند و خود برای مدتی آبی می شود.

علاوه بر این، رنگ آب در دریاها و اقیانوس ها تحت تأثیر آن است ترکیب شیمیایی. رنگ اقیانوس ها اغلب آبی تیره است، فقط در برخی مکان ها سایه متفاوتی به خود می گیرد.

این اتفاق می افتد که آب اقیانوس قرمز به نظر می رسد یا رنگ زیتونی به خود می گیرد. دانشمندان با مطالعه این پدیده به این نتیجه رسیدند که این رنگ آمیزی به دلیل جلبک های موجود در آب است که رنگ مشابهی دارند. آنها هستند که به اقیانوس چنین رنگ هشدار دهنده ای می دهند.

ذرات معلقی که به آسمان رنگ آبی می دهند، گاهی به اقیانوس ختم می شوند. در نزدیکی سواحل اقیانوس ها، اغلب می توانید رنگ های سبز آب را مشاهده کنید که می توان آن را با وجود ذرات معلق در آن توضیح داد. اما اغلب ما می توانیم سطح آبی اقیانوس را تحسین کنیم.

چرا دریا آبی است؟

چرا دریا آبی است، زیرا خود آب شفاف است؟ و حتی اگر آب دریا را بگیرید و در ظرف آبخوری بریزید، شفاف می شود.

پاسخ نادرست: چون دریا آسمان را که آبی است منعکس می کند.

رنگ دریا که می بینیم حاصل پراکندگی نور خورشید توسط غلیظ است آب دریا.

آب نور را به طور ناهموار منتقل می کند - امواج کوتاه را بهتر پراکنده می کند و امواج بلند - بدتر. امواج کوتاه مربوط به قسمت آبی طیف و امواج بلند مربوط به قسمت قرمز است. در دکانتر، شما از طریق نور به لایه نازکی از آب نگاه می کنید، بنابراین تفاوت در انتقال نور محسوس نیست. و در دریا نتیجه پراکندگی نور خورشید توسط چندین متر آب را می بینید. بنابراین نور آبی کمتر در آب جذب می شود و نوری که از آب خارج می شود بیشترین نور آبی را دارد.
راستی

آب به بهترین شکل آبی را منعکس نمی کند، بلکه رنگ بنفش. و حتی بهتر - اشعه ماوراء بنفش. به همین دلیل است که خطر ورود به ساحل وجود دارد آفتاب سوختگیبالاتر از دور از بدنه های آبی.

مطمئناً هر کدام از شما حداقل یک بار به آن سر زده اید ساحل دریاو در دریای آبی و آبی فرو رفت. اما آیا دریا همیشه آبی به نظر می رسد؟ اصلا. دریاها رنگهای مختلفی دارند. به عنوان مثال، در دریاهای شمالآب سبز تیره است؛ در نزدیکی ساحل - قهوه ای یا زرد. دریا در هوای طوفانی به رنگ خاکستری سربی تیره می شود.

و رنگ دریا بستگی به ضخامت آبی دارد که نور روز در آن پراکنده و منعکس می شود. مولکول های آب خالص دریا پرتوهای آبی را منعکس کرده و به سطح دریا باز می گرداند. اگر جلبک سبز زیادی در آب وجود داشته باشد، دریا سبز به نظر می رسد. ذرات معدنی و هوموس و همچنین جلبک های قهوه ای رنگی قهوه ای یا زرد به دریا می دهند.

مثمر ثمر دریای زرداسمش همینه واقعیت این است که رودخانه ها از خشکی می آورند مقدار زیادیذرات، بنابراین آب این دریا رنگ زرد دارد.

و دریای سرخکاملاً مطابق با نام خود است - جلبک های میکروسکوپی قهوه ای رنگ قرمز را به آب می دهند.

به هر حال، رنگ سطح دریا تحت تأثیر رنگ آسمان قرار می گیرد - اگر ابری در آسمان وجود نداشته باشد، رنگ های آبی تشدید می شود و ابرهای تیره به دریا رنگ خاکستری سربی می دهند.

شاید برای شما جالب باشد که پاسخ این سوال را بدانید: چرا؟ دریای سیاهاسمش همینه؟ آیا موضوع جلبک هم هست؟

شایان ذکر است که دریای سیاه چندین نام تغییر کرده است. چندین فرضیه در مورد منشاء این نام خاص وجود دارد. به عنوان مثال، ملوانان معتقدند که دریا به دلیل وجود بسیار زیاد، "سیاه" نامیده می شود طوفان های شدید، که طی آن آب دریا تاریک می شود. با این حال، طوفان ها مهمان مکرر دریای سیاه نیستند و رنگ آب در طول طوفان در هر دریایی، نه تنها در دریای سیاه، تغییر می کند.

در نقشه ها و صفحات اطلس ها، دریاها به رنگ آبی و فیروزه ای کشیده شده اند. در ادبیات نیز اغلب به این رنگ نسبت داده می شود. کودکانی که دانش را از افسانه ها می گیرند اغلب از والدین خود می پرسند: "چرا دریا آبی است؟" هر بزرگسالی به چنین سوالی به درستی و واضح به کودک پاسخ نمی دهد. فردی که به دریا رفته ممکن است گیج شود، زیرا می داند رنگ آب متغیر است و به عوامل زیادی بستگی دارد.

فیزیک نور

در نیمه دوم قرن هجدهم، آیزاک نیوتن درخشان برای اولین بار نور خورشید معمولی را به اجزای آن تجزیه کرد. طیف رنگ. برای انجام این کار، دانشمند یک پرتو نازک را از یک منشور مثلثی عبور داد. نور شکسته شد و به صورت روبانی متشکل از هفت رنگ بر روی صفحه گیرنده نمایش داده شد. در تمام آزمایش ها، توالی رنگ یکسان بود. امروزه کودکان آن را با یک عبارت ساده به یاد می آورند:

• هر (حرف اول کلمه به معنای قرمز است)؛
• شکارچی (نارنجی)؛
• آرزوها (زرد)؛
• بدانید (سبز)؛
• کجا (آبی)؛
• نشسته (آبی)؛
• قرقاول (بنفش).

نیوتن فراتر رفت: او پرتوهای رنگی تجزیه شده طیف را روی یک عدسی جمع کننده هدایت کرد و دوباره نور سفید دریافت کرد. درک طبیعت پرتو خورشیدفیزیکدان بزرگ به آزمایشات خود ادامه داد و بیشتر و بیشتر خواص فیزیکی نور و مکانیسم های ظهور رنگ را آشکار کرد.

او با استفاده از فیلترها، رنگ های فردی را از طیف حذف کرد، سایه های مختلف را با یکدیگر مخلوط کرد و رابطه آنها را مطالعه کرد، که او در دایره طیفی که بعدها "چرخ رنگ نیوتن" نامیده شد، منعکس شد.

این دانشمند بر اساس تحقیقات خود سه نتیجه اساسی گرفت:

1. بدون نور هیچ رنگی وجود ندارد.
2. نور سفید همه رنگ ها را در بر می گیرد، به عنوان مثال، چشم قادر به تشخیص آنها نیست، زیرا قادر به تشخیص صداهای فردی در یک آکورد موسیقی است.
3. برای رنگ های طیف، اصل اضافه کردن اعمال می شود، با مخلوط کردن امواج طیفی مختلف با یکدیگر، می توانید انواع سایه های رنگی را دریافت کنید.