Varför är vattnet klart och havet blått? Varför är havsvatten grönt? Läkande egenskaper hos havsvatten

2014-05-23

Vid någon tidpunkt kommer nästan varje barn med ett nyfiket sinne att fråga en vuxen varför himlen är blå eller varför havsvattnet är blått. I en enkel mening, havsblått eftersom det är en reflektion av himlens färg, men varför är då himlen blå? Svaret ligger i ett fenomen som kallas ljusspridning.

Solljus som passerar genom atmosfären innehåller hela det synliga spektrumet av färger, definierat av olika våglängder. När detta ljus väl kommer in i atmosfären möter det molekyler av syre och kväve, som var och en är mindre än våglängden för synligt ljus. Dessa molekyler gör att infallande ljus sprids när det träffar dem, men eftersom molekylerna är små är de mycket effektivare på att sprida korta våglängder än långa. Denna selektiva spridning är analog med en havsvåg som träffar en boj i vattnet. Vågor som är små (korta vågor) och ungefär lika stora som bojen kommer att studsa och skingras när stora vågor (långa vågor) kommer att passera genom bojen utan att interagera med den. Likaså sprids vågor av synligt ljus, violett, blått och grönt, av luftmolekyler, medan längre våglängder gult, orange och rött sprids svagt. Atmosfären sprider blått ljus cirka 16 gånger mer än rött ljus. Resultatet av denna spridning är att när vi tittar på himlen ser vi blåhet. Tillgänglighet stora mängder partiklar kan orsaka olika färgupplevelser. Till exempel orsakar närvaron av aerosolföroreningar färgen på brun smog, och närvaron av vattendroppar ger en vit nyans.

Det mesta av ljuset och energin från solen som faller på havsytan absorberas havsvatten och omvandlas till värme, men en del av ljuset reflekteras. Havets yta reflekterar färgen på himlen, vilket oftast av blå färg. Däremot kan förekomsten av suspenderade partiklar i havsvatten ytterligare förändra färgen på ljuset som uppfattas från vattnet. Till exempel är klart havsvatten blått och lila till nyansen, medan kustvatten med mycket suspenderat sediment eller löst organiskt material orsakar en förskjutning av reflekterat ljus till den gröna delen av spektrumet. I grumliga kustvatten är våglängdsförskjutningen av det reflekterade ljuset tillräcklig för att ändra färgen till gul.

På kartor och sidor med atlaser är haven ritade blå och cyan. I litteraturen tillskrivs de också ofta denna färg. Barn som hämtar kunskap från sagor frågar ofta sina föräldrar: "Varför är havet blått?" Inte varje vuxen kommer att svara på en sådan fråga korrekt och tydligt till ett barn. En person som har varit till havet kan vara förvirrad, eftersom han vet att färgen på vattnet är föränderlig och beror på många faktorer.

Ljusets fysik

Under andra hälften av 1700-talet bröt den briljante Isaac Newton först ned vanligt solljus till dess komponenter färgspektrum. För att göra detta skickade forskaren en tunn stråle genom ett triangulärt prisma. Ljuset bröts och visades på mottagningsskärmen i form av ett band bestående av sju färger. I alla experiment hölls färgsekvensen densamma. Idag minns barn det med en enkel fras:

• Varje (första bokstaven i ordet betyder röd);
• Hunter (orange);
• Wishes (gul);
• Vet (grön);
• Var (blå);
• Sittande (blå);
• Fasan (lila).

Newton gick längre: han riktade de sönderfallna färgade strålarna i spektrumet mot en uppsamlingslins och fick återigen vitt ljus. Efter att ha förstått solens natur fortsatte den store fysikern sina experiment och avslöjade allt djupare fysikaliska egenskaper ljus och mekanismer för färgens utseende.

Med hjälp av filter tog han bort individuella färger från spektrat, blandade olika nyanser med varandra och studerade deras förhållande, vilket han reflekterade över spektralcirkeln, som senare kallades "Newtons färghjul."

Baserat på sin forskning drog forskaren tre grundläggande slutsatser:

1. Utan ljus finns ingen färg.
2. Vitt ljus innehåller alla färger, ögat kan helt enkelt inte särskilja dem, till exempel, eftersom det kan urskilja enskilda ljud i ett musikaliskt ackord.
3. För färgerna i spektrumet gäller additionsprincipen genom att blanda olika spektralvågor med varandra kan man få alla möjliga färgnyanser.

På en klar dag, under en djupblå himmel, och havet är blått.

Det blåaste havet i världen är där Rosshavet sticker djupt in i den antarktiska kontinenten, detta är det sydligaste vattnet på jorden, längre bort till polen finns det bara is. Alla vet att över Antarktis finns det en kränkning ozonskikt atmosfären, och hela den blåvioletta delen av bäcken solljus, inklusive ultraviolett, når jordens yta - och havet... Färgen på vågorna där är så djupt, blåast att bara titta på dem tar andan ur dig. Men detta händer även vid Svarta havet, ta en titt...

Himlens färger är ljusast vid solnedgången, de reflekteras i havet...

Det visar sig att färgen på havet är reflekterat ljus och färgen på himlen? Rätt, men inte riktigt. Vitt solljus består av strålar annan färg. På ett vackert sätt visar regnbågar oss hela sin skala – och de som vi ser i fuktig luft efter regn, och de som bildas i vattendamm, bakom havsvågstopparna.

Alla ämnen, inklusive havsvatten, absorberar och absorberar strålar av vissa färger, medan andra delvis reflekterar och delvis transmitterar genom sig själva. Starkast absorberar havsvatten de röda och gula strålarna av solljus - blått och grönt finns kvar, reflekteras i våra ögon - och vi ser havets färg, som vanligtvis kallas "havsgrön". Detta är den vackraste färgen på havet.

Det orsakas inte bara av vattnets egenskaper utan också av mikroskopiska planktonalger - grunden havets liv. Planktonalger absorberar rött ljus från solens strålar – de behöver det för fotosyntesen. Och på grund av detta förvärvar havsvatten grön skugga. Och ju mer växtplankton i havet, desto mer levande havet, desto större andel grönt i havsvågens färg.

Om det finns få planktonalger i vattnet och det är helt genomskinligt, så verkar havet ljusblå – det här är färgen ultramarin - detta namn för färg och färg, givet av italienska konstnärer, betyder "supermarin", "mest marint". Vid klart väder blir sådant kristallklart havsvatten turkos färg

Denna färg på vatten, i sin renaste form, kan ses på tropiska grunder med vit korallsand, eller utanför kusten av Medelhavets öar som består av vit kalksten - reflekterad från den vita botten solstrålar, och ett tunt lager vatten är fortfarande upplyst underifrån. Både ultramarin och turkos är extraordinära, underbara färger på havet, men de betyder att detta hav är - tyvärr - livfattigt.

Havsvattnets rena färger är bättre synliga om du tittar på havet i rät vinkel, ovanifrån - från bergssluttningarna, lutande från en brygga eller sidan av ett fartyg - i det här fallet kommer mindre solljus in i dina ögon . Men du kan helt bli av med dem genom att kasta dig under vatten - när vi går ner från ytan till botten, med varje meter vi går ner, observerar vi förändringar i ljus och färg.

Några meter under havets yta spelar solens strålar i det festliga, genomskinliga, turkosa vattnet, alla färger är ljusa och verkliga.

Ju djupare vi går desto bleknare blir färgerna - 25 meter från ytan är vi omgivna av en blågrön vattenpelare, solens röda och gula strålar, absorberade av vattenpelaren, når knappt hit, och allt som är färgad blå och gröna färger- går vilse, löses upp i sådant ljus.

Det är därför fjällen på sidorna av fiskar som lever i vattenpelaren är färgade blåvioletta - här gör det dem osynliga. Och det är därför ljusgula färger alltid används i dykarutrustning: tvärtom lyfter de fram undervattenssimmare så att de inte tappar bort varandra i det blå diset.

På ett djup av 40 meter, särskilt i inte särskilt transparent Svarta havets vatten, violettgrå skymning härskar eftersom violetta strålar, de mest kraftfulla i solspektrumet, tränger djupare ner i vattnet än andra.

Här finns inga fler färger, fiskar dyker upp och försvinner som grå spöken, i total tystnad. Bara ljuset från en ficklampa kan visa att fiskarna här inte är mindre ljusa än de vid ytan - i själva verket är det samma typer av fiskar som vi såg ovan - vi dök inte så djupt. Du tittar längre ner för sluttningen, täckt av svart silt och fragment av musselskal – det finns bara mörker.

Eftersom det på ett djup av 50 meter i Svarta havet praktiskt taget inte finns något ljus, är livet som finns där sekundärt, för utan ljus finns det ingen fotosyntes, alger lever inte där och ny levande materia skapas inte. De övre 50 metrarna av havet - en tunn ytfilm - matar hela dess tjocklek. De djur som lever djupare livnär sig genom att stiga upp till ytan eller genom att plocka upp det som faller uppifrån.

Om det sker en snabb utveckling av växtplankton - encelliga alger - i havet, så ger de vattnet sin egen färg, det kan vara grönt, brunt, rött, orange och till och med vitt. Sådana fenomen kallas "blommande vatten", ibland kallas de också "röda tidvatten".De förekommer oftast i kustvatten, havsvikar, rika på mineraler som är nödvändiga för tillväxten av alger. Det finns många sådana vikar och vikar längs den nordöstra kusten Nordamerika- och när du flyger med flyg från Europa till östra USA under växtplanktonblomningssäsongen - på våren är det mycket intressant att från fönstret observera vattnets skiftande färger längs stranden - i en vik är vattnet brunt , i en annan är den grön, i den tredje är den gul...

Men ibland utvecklas växtplanktonblomningar över ett helt hav. Röda havet fick sitt namn just på grund av den upprepade omfattande blomningen av blågröna alger (även om det är mer korrekt att kalla det en cyanobakterie) trichodesmium – den är röd till färgen på grund av pigmentet fykoerytrin som den innehåller.

I Svarta havet, de mest intressanta kustnära blomningar av planktonalger noctiluki – det färgar vattnet en eldröd färg.

Men på natten blir det ännu mer intressant - varje noctiluca glöder - och hela havet skimrar! Noctiluca är den största encelliga algen i vårt hav - upp till 1 mm i diameter, och var och en av dem är synlig som en separat grön gnista. Översatt från latin betyder noctiluca nattljus. I Utrish Bay, inte långt från Anapa, var sista gången en sådan blomning inträffade år 2000. Vi kommer att diskutera havets glöd mer i detalj i kapitlet "Plankton".

Havsvattnets rena färger störs nästan alltid av diset av avdunstning över vattenytan - det döljer och suddar ut den sanna färgen och ger den vitt. Det märks särskilt när vattnet i havet blir varmare än luften – på hösten och vintern finns det dagar då tjock ånga virvlar över havet.

Vinden, skapar krusningar på vattnet, bildar många speglar, bländar, skickar solstrålar in i våra ögon; då är det svårt att urskilja havets färg. När vinden får havet att krusa en ljus sommareftermiddag kommer åtminstone hälften av havet att förvandlas till en bländande spegel för våra ögon!

Om vinden väcker krusningar på havets yta en dyster dag, så breder en stålgrå vidd ut sig framför våra ögon, detta är mer frånvaron av färg än färg.

Denna bild kan observeras mycket ofta i världshavets vidsträckta, särskilt i norra haven. När en storm bryter ut och en orkanvind bryter och blandar vågornas toppar med luften, piskar dem till gråvitt skum...

Och solens bländning på havets yta och skummet från vågorna är nästan ständigt synliga i havet - och i själva verket är den vitgrå matta glansen den mest normalt utseende hav. Det är därför krigsfartyg målas grå - de försöker göra dem mer osynliga "på havets grå slätt".

Varför havet blå färg? 12 augusti 2017

Blå Ocean. Grönt hav. Transparent färglös dricker vatten i glas. Så vilken färg har vattnet? Det finns ett överraskande svar på denna fråga. Klart vatten är blått. Denna färg är mycket svag, så den är osynlig i ett litet glas.

Men om vi häller vatten i ett enormt glasakvarium kommer vi att se en distinkt blå nyans i vattnet.

Vad bestämmer färgen på vattnet? Vattnets färg beror på absorption och reflektion av ljus av vattenmolekyler. Vitt ljus, till exempel solljus, kan delas upp i dess komponentfärger. Samlingen av dessa färger kallas spektrum. Spektrum av vitt ljus består av regnbågens färger. Vattenmolekyler absorberar ljus i den rödgröna delen av spektrumet. Strålar från den blå delen av spektrumet reflekteras av molekyler. Därför uppfattar vi vattnets färg som blå.

Men i naturliga vattendrag kan vattnets färg vara ganska varierande. Mitt i havet är vattnet en djup mörkblå, nästan lila, färg. Längs kustlinjen Vattnets nyanser varierar från blått till grönt och gulgrönt. Varför är det en sådan skillnad? Mångfalden av nyanser beror på vilka partiklar som är suspenderade i vattnet och reservoarens djup. Nära stranden är havsvattnet fyllt med små flytande växter och organiska partiklar som faller ner i det från land. Precis som deras jordiska bröder, vattenväxter, som kallas växtplankton, innehåller klorofyll.

Klorofyll absorberar rött och blått ljus och reflekterar grönt ljus. Därför, nära stranden, har vattnet ofta en grön nyans.

Vattenfärg och djup Djup blått vatten Haven är som öde vita öknar - det finns väldigt lite liv här och där. Sett från rymden kan du se vilka hav som kryllar av liv och vilka som inte är det. Gröna vatten som tropisk djungel kontinenter är fyllda med liv. De djupblå vattnen är fattiga på liv och är som vita, livlösa öknar av land. Absorptionen av ljus av partiklar suspenderade i vatten förändrar uppfattningen av färg under vattnet. Föreställ dig att du dyker i vattnet i en gul ubåt.

Nära ytan kommer din ubåt att se ut exakt som sin ursprungliga gula färg. Men ju djupare du dyker, desto längre avstånd måste ljuset färdas från ytan för att nå ubåten. När den sjunker till ett djup av 30 meter kommer de flesta av strålarna av gula, orange och röda färger att absorberas av vattenmolekyler.

Strålar från de blå och gröna delarna av spektrat kommer att nå båten. Och titta, din ubåt kommer inte att vara gul, utan blågrön. Dyker du ännu djupare skärs de gröna strålarna bort. Under vattnet ser båten nu matt blå ut. Grumligt havsvatten, där organiskt skräp är suspenderat, absorberar mer ljus än klart havsvatten rent vatten. Därför kommer mörkret snabbare när det är nedsänkt i lerigt vatten.

Havet är gjort av saltvatten. Han själv, om du kastar bort alla lysande levande varelser, lyser inte. Det vill säga att allt ljus vi ser kommer från havet är reflekterat solljus. Men solljuset är inte heller blått. Spektrat av solljus vid havets yta är så här.

Intensiteten av att falla till jorden solstrålning beroende på våglängd vid havsnivån. Som du kan se sker den maximala strålningen i de gröna och gula delarna av det synliga området.

Havets färg bestäms av den mekanism genom vilken vattenmolekyler absorberar och sprider solens färg. Mekanismen är mycket komplex. Det beskrevs fullständigt först 1923 av geofysikern Vasily Shuleikin. Det visade sig att vattenmolekyler genomgår vibrations- och rotationsrörelser och som ett resultat absorberas olika olika längder vågor Rött absorberas mest av allt, och blått absorberas minst av allt. Den blå färgen sprids och reflekteras tillbaka i luften, medan den röda färgen förblir absorberad i havet. Detta gör att havet ser blått ut för oss, och under vattnet ser alla fotografier ut som blå. Så om du planerar att fotografera fisk, glöm inte blixten.

Diagram som visar hur solljus passerar genom havet. Rött absorberas nästan omedelbart, så på grunt djup finns det nästan inga röda färger under vatten. Grönt når upp till hundra meter. Och blå - upp till 200-300 m.

Havets insyn bestäms inte bara av vattenmolekyler, utan också av de små varelserna som lever där. Plankton, suspenderat material, lera - allt detta minskar havets insyn. NASA genomförde nyligen forskning och fann att den lägsta koncentrationen av plankton finns utanför Påsköns kust.

Det är därför havet där är det mest genomskinliga i världen.
Om du inte har sett den rekommenderar jag att du tar en titt på Earth Observatory (NASA) projektsida och tittar på helt fantastiska observationer av koncentrationen av växtplankton i världshaven under de senaste tio åren. Det finns också beteendet hos havstemperaturen. Den visar till exempel var det varmaste havet på jorden är, varför valar tillbringar sommaren på nordliga breddgrader utanför Alaskas och Aleuternas kust, eller varför, under tre veckors segling Stilla havet Vi såg nästan inga levande varelser långt från stranden.

Källor:

Vi beundrar färgen på vattnet i haven och haven, vi säger att det är mörkblått, eller himmelsblått, eller någon annan sak, men det räcker inte för forskare att se och beundra, de måste veta varför allt detta händer .

På 1800-talet uppfann den schweiziske geografen F.A. Forel en apparat som mätte vattnets färg. Han skapade en skala av kemiska lösningar som alltid hade samma nyanser. Denna skala kallas en xantometer.

Det var nödvändigt att bevisa det uppenbara. Färgen på vatten, liksom färgen på vilken kropp som helst, bestäms av dess förmåga att överföra eller reflektera vilken färg som helst i solspektrumet. Snö reflekterar till exempel vit färg, is sänder solljus igenom och är därför genomskinlig, och vatten i havet sänder och reflekterar samtidigt spektrats blå färg. Man trodde att vattnet i sig var helt färglöst.

År 1883 genomförde den belgiska vetenskapsmannen Spring ett experiment med destillerat vatten. Han bevisade att även i ett slutet rör behåller även renat vatten den blå färgen som erhålls från spektrumet under en tid.

Dessutom blev det klart att färgen på vattnet inte beror på de minsta partiklarna, vars spridning är orsaken till det himmelska blå. Våren bevisade att vatten, när det utsätts för strålarna i spektrumet, absorberar de röda och mörka delarna av spektrat och överför de blå och själv blir blått ett tag.

Dessutom påverkas färgen på vattnet i haven och oceanerna av dess kemisk sammansättning. Havets färg är oftast mörkblå, bara på vissa ställen får den en lite annan nyans.

Det händer att havsvattnet ser rött ut eller får en olivfärgad nyans. Genom att studera fenomenet kom forskare till slutsatsen att denna färgning uppstår på grund av alger i vattnet som har en liknande färg. Det är de som ger havet en sådan alarmerande färg.

Suspenderade partiklar som ger himlen dess blå färg hamnar ibland i havet. Nära havets stränder kan du ofta lägga märke till de gröna nyanserna av vatten, vilket kan förklaras av närvaron av suspenderade partiklar i det. Men oftast kan vi beundra havets blå yta.

Varför är havet blått?

Varför är havet blått, eftersom vattnet i sig är genomskinligt? Och även om du tar havsvatten och häller det i en karaff så blir det också genomskinligt.

Felaktigt svar: eftersom havet reflekterar himlen, som är blå.

Färgen på havet som vi ser är resultatet av solljusets spridning genom havsvattnet.

Vatten överför ljus ojämnt - det sprider korta vågor bättre och långa vågor - sämre. Korta vågor motsvarar den blå delen av spektrumet och långa vågor motsvarar den röda delen. I en karaff tittar man på ett tunt lager vatten genom ljuset, så skillnaden i ljusgenomsläpplighet är inte märkbar. Och i havet ser man resultatet av solljusets spridning av många meter vatten. Därför absorberas blått ljus mindre i vatten, och ljuset som kommer UR vattnet innehåller mest blått ljus.
Förresten

Vatten reflekterar bäst inte blått, men lila. Och ännu bättre - ultravioletta strålar. Det är därför det finns en fara att hamna på stranden solbränna högre än borta från vattendrag.