Hová tűnik a fehér, ha elolvad a hó?

2019.07.18. 05:10

Ha száz embernek feltennénk a kérdést, hogy milyen színű a víz, száz azonnal rávágná, hogy milyen lenne, hát semmilyen színű, vagyis átlátszó. Pedig a helyzet ennél kicsit bonyolultabb, elvégre a hó is a víz egy formája, a jég is az, és az egyik a nevéhez méltóan hófehér, a másik színe meg az egészen átlátszótól a tejfehéren áttetszőn át egészen a tiszta fehérig terjedhet. Bónusz: ha megnézünk mikroszkóp alatt egy hópihét, az is áttetsző. Viszont ha sok van belőle, az már fehér. Egy egész tengernyi víz meg kék.

Úgy tűnik, a víz a bolondját járatja a szemünkkel.

Hogy megértsük, miért van ez, vegyük át gyorsan, miért is látunk színeket. Az agyunk színként fordítja le a szemünkbe érkező elektromágneses sugárzás hullámhosszát. Mármint egy bizonyos, elég szűk tartományon belül: kb. 380 nanométernél kezdődik a lila, aztán jönnek a kék árnyalatok, a 500-550 nm között a zöldek, utána a sárga, a narancs, és végül a 620-740 nm közti sávban a vörös. Ami ez alatt, vagy fölött van, azt nem látjuk: UV, infravörös, rádióhullámok, mikrohullám, röntgen, gammasugárzás.

A színek felsorolásából viszont elég látványosan hiányzott kettő: a fekete és a fehér. Ezek ugyanis nem a klasszikus értelemben vett színek (bár ettől még a zsírkréta-készletekben szerepelhetnek): a fekete a látható fény hiánya, a fehér pedig az összes hullámhosszú fény összessége.

  • Ha egy tárgy elnyeli a rá eső fényt, és nem jut róla semmi a szemünkbe, azt feketének látjuk.
  • Ha a fény áthalad rajta, aztán mögötte egy másik tárgyról verődik vissza, az az átlátszó
  • Ha egy bizonyos hullámhosszt visszaver, a többit meg elnyeli, akkor a visszavert hullámhossznak megfelelő színű
  • És ha minden hullámhosszt visszaver, akkor fehér

És akkor térjünk is vissza a vízhez.

A víz alapállapotban átengedi magán az összes hullámhosszú fényt, ezért átlátszó. Kicsit más tészta a sok víz, mondjuk egy nagyobbacska tóra, vagy akár tengerre való. Ha a fény nagyobb távolságot tesz meg vízben, az alacsonyabb hullámhosszú komponensei elkezdenek szóródni. Ez az alacsony hullámhosszú fény jut a szemünkbe, és ezért látjuk kéknek a tengert, vagy a Balaton vizét. (És egyébként az égboltot is, ahol a légkörben levő vízgőz a felelős a szóródásért.)

Amikor a víz megfagy, jégkristályok keletkeznek. Ha a kristályok között egy csomó levegő van, az eredmény a hó, ha kevés, vagy egyáltalán nincs, akkor jég. Ha a jégben kevés a levegőbuborék és egyéb szennyeződés, ugyanolyan átlátszó lesz, mint a víz, amiből készült. Ha egy kicsit több, akkor áttetsző, ha még több, akkor fehér, ahogy ezek egyre jobban szétszórják a fényt. A hóban rengeteg a levegő, erős a fényszórás, ettől lesz fehér. Egy jéghegy is, ami nem tisztán jégből áll, hanem milliónyi apró légbuborékkal kevert jégből.

És ha már a jéghegyeknél tartunk: vajon miért úsznak a jéghegyek a tenger felszínén? Hogy lehet kisebb a sűrűségük, mint a vízé, amiből állnak? Ennek több oka is van:

  1. A víznek alapból van egy különleges tulajdonsága, hogy folyékony állapotban sűrűbb, mint megfagyva – ezért feszíti szét az üveget a mélyhűtőbe tett víz.
  2. A jéghegyek édesvízből vannak, ami miatt megint csak kisebb a sűrűségük, mint a sós tengervízé.
  3. És a már kitárgyalt levegőbuborékok is tovább csökkentik a sűrűségét.