چرا رنگ برف سفید است؟

[parisa]

یکی از دلایلی که باعث می‌شود ما عاشق برف باشیم تمیز و خالص بودن و سفیدی آن می‌باشد. قطعا اگر برف سفید نبود دیگر ما آن را برف صدا نمی‌کردیم. اما اگر با هم فکر کنیم می‌بینیم که این کمی عجیب به نظر می‌رسد که برفی که دسته‌ای از کریستال‌های یخ به هم‌چسبیده است دارای رنگ سفید است و چرا همان رنگ شفاف یخ را حفظ نکرده است؟ در این زنگ تفریح در این مورد صحبت خواهیم کرد ولی ابتدا باید بدانیم که چه چیزی باعث ایجاد رنگ در هر چیزی می‌شود. یکی از دلایلی که باعث می‌شود ما عاشق برف باشیم تمیز و خالص بودن و سفیدی آن می‌باشد. قطعا اگر برف سفید نبود دیگر ما آن را برف صدا نمی‌کردیم. اما اگر با هم فکر کنیم می‌بینیم که این کمی عجیب به نظر می‌رسد که برفی که دسته‌ای از کریستال‌های یخ به هم‌چسبیده است دارای رنگ سفید است و چرا همان رنگ شفاف یخ را حفظ نکرده است؟ در این زنگ تفریح در این مورد صحبت خواهیم کرد ولی ابتدا باید بدانیم که چه چیزی باعث ایجاد رنگ در هر چیزی می‌شود. چه چیزی باعث ایجاد رنگ می‌شود؟ برای این که متوجه شویم که این سفیدی از کجا آب می‌خورد باید ابتدا بدانیم چرا چیز‌های متفاوت رنگ‌های متفاوتی دارند و قضیه‌ی این گوناگونی رنگ‌ها چیست. نور مرئی از یک سری نورها با فرکانس‌های متفاوتی تشکیل شده است و زمانی که ما چیزی را به رنگ خاصی می‌بینیم در اصل چشم ما آن فرکانس را یافته است. اجسام متفاوت دارای رنگ‌های متفاوتی هستند، چون هر ذره‌ی مخصوص باعث می شود که جسمی که از آن ساخته شده است دارای فرکانس ارتعاشی متفاوتی شود. پس وقتی که به یک جسم نور تابیده می‌شود، انرژی آن توسط مولکول‌ها و اتم‌های آن جسم مقدار معینی از انرژی نورانی را جذب می‌کنند. پس تفاوت رنگ اجسام به دلیل تفاوت انرژی جذب شده‌ی هر کدام از آن‌ها از انرژی نورانی تابیده شده می‌باشد. حالا، هنگامی که نور به جسم برخورد می‌کند می‌تواند دو اتفاق بیفتد. 1- برخی از آن جسم عبور می‌کند. اگر این اتفاق بیفتد جسم به صورت شفاف دیده می‌شود. 2- اما در اکثر اجسام هنگامی که نور به آن‌ها می‌تابد بیش‌تر نور تابیده شده توسط سطح آن جسم بازتاب یا جذب می‌شود که در نتیجه مقدار نور کمی یا اصلا از میان جسم عبور نمی‌کند که این اجسام بنابر نوری که عبور می‌دهند یا نمی‌دهند، به صورت نیمه‌شفاف و مات دیده می‌شوند. رنگ اجسام مات از ترکیب رنگ‌هایی که جذب نمی‌شوند (بازتاب می‌شود به چشم ما) ایجاد می‌شود. برای مثال در شکل زیر تنها رنگ زرد بازتاب می‌شود. حالا نوبت به برف است؛ برف آب یخ‌ زده‌ای است و در ضمن همه‌ی ما می‌دانیم که آب یخ زده شفاف و بی‌رنگ است، پس این رنگ سفید از کجا آمده است؟ در اصل یخ شفاف نیست بلکه نیمه‌شفاف است و این بدین معناست که نور مستقیما از همان مسیری که وارد می‌شود (موازی آن) خارج نمی‌شود. این اتفاق به دلیل فعل‌وانفعالاتی است که فوتون‌ها (ذرات تشکیل‌دهنده نور) با مولکول‌های یخ انجام می‌دهند. در نتیجه نور وارد شده به یخ در جهت متفاوتی از مسیر اولیه‌ی خود از یخ خارج می‌شود. کریستال برف برف هم کریستال‌های یخ منظم به هم‌چسبیده‌ای است که وقتی نور وارد آن می‌شود توسط لایه‌ی کریستالی اولیه جهت آن تغییر می‌کند، این اتفاق در لایه‌های بعدی نیز اتفاق می‌افتد و در پایان باعث می‌شود که نور وارد شده کاملا به عقب بازتاب شود. این عمل را کریستال برف بر تمام فرکانس‌های مختلف نور مرئی انجام می‌دهد که باعث می‌شود نور ترکیب شده از تمام فرکانس‌ها به چشم ما بازتاب شود. ترکیب تمام فرکانس‌های نور مرئی همان رنگ سفیدی است که ما می‌بینیم. این اتفاق را می‌توان دلیلی برای آفتاب سوختگی شدیدی که در هنگام مجاورت با برف ایجاد می‌شود (مثلا در اسکی) دانست. پس نتیجه‌ی پایانی که ما می‌بینیم همان برف سفید است.

منبع:رشد