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为什么海水是蓝的,浪花却是白的
水是生命之源,人们每天都必须摄取一定量的水分。相信大家都知道, 水是无色透明的,可是你们发现没有当你漫步海边,举目所及,见到的是蔚蓝色的海水和白色的浪花,为什么海水是蓝的,浪花却是白的呢?相信许多朋友们都不太了解,下面就由小编来给大家解答一下疑惑吧。
为什么海水是蓝的,浪花却是白的
在大多数人眼里,太阳光是白色的,其实不然。太阳光由多种光组成,包括可见光和不可见的红外线和紫外线。如果将一束太阳光射入三棱镜,就能揭开庐山真面目:在我们眼前出现的是一道美丽的彩虹,从上到下依次是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。可见光的颜色是由它的波长决定的,红光波长最长,紫光波长最短。
不同颜色的光在干净的海水中被吸收、折射和散射的程度不同。在海水中,波长较长的红光穿透力强,折射和散射程度低,所以容易被海水吸收;而波长较短的蓝光和紫光穿透力差,会产生更强烈的折射和散射。尽管海水看起来非常均匀,但仍存在密度分布不均的情况,因此不同颜色的光在海水中就会发生散射现象。散射的光能量与波长的四次方成反比。因此,波长更短的蓝光和紫光容易被散射,到达我们眼中。太阳光射入海水经过散射后,到达我们眼中的红光大约只有紫光的1/12。由于人的眼睛对紫光不敏感,而对波长稍长的蓝光比较敏感,于是,我们所见到的海洋就呈现出一片蔚蓝色或深蓝色了。
而浪花的情况则不同。浪花主要是由泡沫和一些小水珠组成,泡沫的表面是水膜,小水珠则像一面面小棱镜。当光线照在浪花上时,会发生三件事情:首先,受到浪花的反射。组成浪花的泡沫和水珠的表面对各种颜色的光反射机会几乎是均等的,不是选择反射。其次,光线受到泡沫和水珠的散射。和微小的水分子相比,泡沫和水珠是“大粒子”,大粒子散射时,散射光强与波长的关系不明显。照上去是白光,回到我们眼中还是白光。第三,像三棱镜般的小水珠对光线的折射。这似乎会出现图中那样的七色彩虹,但是由于光线经过了无数水珠折射以后,会从不同方向到达我们眼睛,眼睛接收到的是七彩光的混合体,因此看到的仍是一片白色的浪花。
为什么浪看起来是白色的
纯水是无色透明的,其物理可以描述为光线可以按一定规则透过水传播,其出射光线能反映出入射光线的信息。由于海水中含有一定量杂质离子,其颜色为蓝色,也具有一定的透明度。
为啥浪花却不是蓝色而呈现出白色呢?这是因为浪花并不是单纯的海水,其简单模型可以理解为海水和泡沫的混合物,而这些泡沫就是空气外包着一层水膜。这样在浪花中就存在了海水空气的复杂界面,光线在其中传播时被无规则反射折射,最终射出的光线不再含有入射光线的信息,因此不再透明。而这种无规则地反射折射对各种颜色的光又是等概率的,所以最终我们看到的浪花呈现出白色的样子。
相同的原理可以说明另外一个现象: 比较完美的冰块是透明的,而含有大量裂纹的冰块却呈现白色不透明状。
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