浪花呈白色的原因
坐在海边,看着蓝色的海水,卷起千层浪花,是件多么令人开心的事。可是看着看着,我们不免奇怪起来,水是无色的,为什么碧蓝的海水卷起的浪花,却是如此的洁白?
碎玻璃也许能够回答我们前面提出来的问题。一般的玻璃杯都是无色透明的,打碎以后的一片片,单独看也是透明的,但是当我们把它扫在一起的时候,却变成白晶晶的一堆了。而且玻璃打得越碎,堆起来颜色越白,如果碎成了玻璃末,那简直就像一堆雪花。这是什么缘故呢?
原来玻璃能够透过光线,也能反射光线,碎裂以后,因为形成了许多不规则的角度,加上层层堆叠,一遇光线,又发生了多次折射,而光线经过了许许多多的曲折以后,从各个不同的方向,反射出来,我们的眼睛碰到了这种光线,就觉得是一片白色。
浪花,正像打碎了的玻璃末,它也把光线做了这样的变幻。
浪花之所以是白色的,还有一个原因是光的漫反射。浪花里有无数小气泡,小气泡的界面是向着各个方向的,从而把阳光向各个方向反射,以此而形成漫反射后,看起来就是白色的了。
我们知道蛋清是无色透明的,但是搅拌成泡沫后就是白色的,再例如很多花瓣是白色的,其实其中完全没有色素,只是分布着大量的小气泡而已。这都是大量微小气泡形成漫反射显示出白色的道理。
类似的物理现象还有,冰糖是透明的,磨成糖粉就是白色的。
因为细小的糖粉每一个颗粒都把光向不同的方向反射,从而形成漫反射。
基本上,所有透明的液体,只要其中布满微小气泡,就会是白色的,所有透明物体磨成粉末,也必然是白色的。
可是雪花的白色,又是怎么来的呢?
先来看看雪花的形成过程。
空气非常寒冷时,云雾中的水分就会凝结到悬浮颗粒身边。不过,这种凝结过程缓慢,水分子便形成一些表面异常平滑的晶体。随后,在风的作用之下,这些晶体在空中互相碰撞,并最终形成了絮状的雪花。
由于构成雪花的是冰晶,冰晶有着复杂的结构。冰晶分子间的角度有点像金刚钻,它把光线做了更充分的反射、全反射和折射,结果就形成了一片纯白。