Kodėl sniegas baltas, jei vanduo skaidrus? Daugelis iš mūsų pripažįsta, kad grynas vanduo yra bespalvis. Nešvarumai, tokie kaip upės purvas, leidžia vandeniui įgauti keletą kitų atspalvių. Sniegas gali imkitės kitų atspalvių taip pat, atsižvelgiant į tam tikras sąlygas. Pavyzdžiui, sutankėjus sniego spalva gali įgauti mėlyną atspalvį. Tai įprasta mėlyname ledynų lede. Vis dėlto sniegas dažniausiai pasirodo baltas, ir mokslas paaiškina, kodėl.
Įvairios sniego spalvos
Mėlyna ir balta spalvos nėra vienintelės sniego ar ledo spalvos. Dumbliai gali augti ant sniego, todėl jie atrodo labiau raudoni, oranžiniai ar žali. Priemaišos sniege jis pasirodys kitokios spalvos, kaip geltona arba ruda. Netoli esančio purvo ir šiukšlių dėka sniegas gali būti pilkas arba juodas.
Snaigės anatomija
Supratimas apie sniego ir ledo fizines savybes padeda suprasti sniego spalvą. Sniegas yra mažyčiai ledo kristalai įstrigo kartu. Jei pažvelgtumėte į vieną ledo kristalą patys, pamatytumėte, kad jis skaidrus, tačiau sniegas yra skirtingas. Kai susidaro sniegas, šimtai mažų ledo kristalų kaupiasi, kad susidarytų mums pažįstamos snaigės. Sniego sluoksniai žemėje dažniausiai yra oro erdvė, nes daugybė oro užpildo kišenes tarp pūkuotų snaigių.
Šviesos ir sniego savybės
Dėl atspindėtos šviesos pirmiausia matome sniegą. Matoma šviesa nuo saulės yra sudaryta iš daugybės bangų ilgio šviesos, kurią mūsų akys aiškina kaip skirtingas formas ir spalvas. Kai šviesa ką nors užklumpa, skirtingi bangos ilgiai yra absorbuojami arba atspindimi atgal į mūsų akis. Kai sniegas patenka per atmosferą ir nusileidžia ant žemės, šviesa atspindi ledo kristalų, turinčių daugybę briaunų arba „veidų“, paviršių. Šiek tiek šviesos sniego patekimas yra tolygiai išsklaidytas į visas spektrines spalvas, o kadangi baltą šviesą sudaro visos spalvos regimajame spektre, mūsų akys suvokia baltą snaigės.
Niekas nemato vienos snaigės vienu metu. Paprastai mes matome didžiulius milijonus snaigių, klojančių žemę. Kai šviesa užklumpa sniegą ant žemės, yra tiek daug šviesos atspindėjimo vietų, kad nė vienas bangos ilgis nuolat nėra absorbuojamas ar atspindimas. Todėl didžioji dalis baltos saulės šviesos, sklindančios nuo sniego, atsispindės kaip balta šviesa, taigi ir baltą sniegą suvokiame žemėje.
Sniegas yra nedideli ledo kristalai, o ledas yra permatomas, neskaidrus kaip palangės. Šviesa negali lengvai praeiti pro ledą, ji keičia kryptis arba atspindi vidinių paviršių kampus. Kadangi šviesa kristaluose šokinėja pirmyn ir atgal, dalis šviesos atsispindi, o kita absorbuojama. Milijonai ledo kristalų, šokinėjančių, atspindinčių ir sugeriančių šviesą sniego sluoksnyje, veda į neutralią žemę. Tai reiškia, kad nėra pageidaujama, kad viena matomo spektro (raudona) ar kita (violetinė) pusė būtų absorbuojama ar atspindima, o visa tai, kas atšoko, taps balta.
Ledynų spalva
Kalnai ledo, susidarančio kaupiantis ir tankinant sniegą, dažnai atrodo ledynai mėlyna, o ne balta. Nors susikaupusiame sniege yra daug oro, atskiriančio snaigę, ledynai skiriasi, nes ledyninis ledas nėra tas pats kaip sniegas. Snaigės kaupiasi ir kaupiasi kartu, kad sudarytų tvirtą ir judrų ledo sluoksnį. Didžioji oro dalis išspaudžiama iš ledo sluoksnio.
Šviesa pasilenkia, kai patenka į gilius ledo sluoksnius, todėl vis daugiau ir daugiau raudonojo spektro galo sugeria. Kai absorbuojami raudonieji bangų ilgiai, mėlynieji bangų ilgiai tampa prieinamesni, kad atspindėtų jūsų akis. Taigi ledyno ledo spalva pasirodys mėlyna.
Eksperimentai, projektai ir pamokos
Nuostabių netrūksta sniego mokslo projektai ir švietėjams bei studentams prieinamus eksperimentus. Be to, nuostabus pamokos planas apie sniego ir šviesos ryšį yra Fizikos centrinė biblioteka. Tik minimaliai pasiruošęs, bet kas gali atlikti šį eksperimentą ant sniego. Eksperimentas buvo modeliuotas po to, kai jį baigė Benjaminas Franklinas.