En invierno, la nieve cae del cielo. Cubre el suelo, dejándolo completamente blanco. Sin embargo, si lo piensas, la nieve es en realidad agua congelada. El agua y el hielo son transparentes, entonces ¿por qué la nieve parece blanca?
Para comprender esta pregunta, necesitamos comprender las propiedades de la luz, la estructura del hielo y la forma de los cristales de nieve. Aquí explicaremos en detalle, desde una perspectiva científica, por qué la nieve se ve blanca
⸻
¿Qué es la nieve, en definitiva?
La nieve es una colección de cristales de hielo que se forman cuando el vapor de agua en el aire se congela
La nieve se forma en las nubes mediante el siguiente proceso:
1. El vapor de agua se enfría y se convierte en cristales de hielo.
2. Los cristales crecen hasta adquirir una forma hexagonal.
3. Los cristales se adhieren entre sí para formar copos de nieve.
4. Se vuelven pesados y caen al suelo.
Los cristales de nieve que se forman en este punto tienen básicamente una estructura hexagonal simétrica, lo que se debe a la estructura de enlace de las moléculas de agua
Cada copo de nieve está hecho de hielo transparente, lo que significa que es esencialmente una sustancia transparente
Entonces ¿por qué la nieve parece blanca cuando se acumula?
⸻
Los fundamentos de la luz: ¿Cómo vemos los colores?
Primero, entendamos cómo vemos el color
La luz del sol parece blanca a primera vista, pero en realidad es una mezcla de luz de varios colores
Se
rojo, naranja, amarillo, verde, azul, índigo y violeta
trata de luces con diferentes longitudes de onda, como
Este fenómeno se llama dispersión de la luz, y cuando la luz pasa a través de un prisma se divide en los colores del arco iris
El color de un objeto está determinado por los siguientes tres factores:
1. Absorción de la luz
2. Reflexión de la luz
3. Dispersión de la luz
Por ejemplo:
• Hojas → Reflejan la luz verde
• Carbón vegetal → Absorbe la luz casi por completo (negro)
• Papel → Refleja mucha luz (blanco)
En otras palabras, un objeto que parece blanco
es un objeto que refleja todos los colores de la luz por igual.
La nieve también cumple estos criterios
⸻
La razón principal por la que la nieve se ve blanca es debido a la dispersión de la luz
La razón por la que la nieve parece blanca
se debe a la dispersión de la luz.
Cuando la luz incide sobre la nieve, rebota en los cristales de hielo de la nieve en todas direcciones
Este fenómeno
dispersión de la luz
se denomina
Esto es lo que sucede dentro de la nieve:
Luz solar
↓
Incide sobre un copo de nieve
↓
Se refleja
↓
Incide sobre un copo de nieve vecino
↓
Se refleja de nuevo
↓
Incide sobre otro copo de nieve
en la nieve
, la luz se refleja docenas de veces
Como resultado
, • Todos los colores de la luz se reflejan por igual,
• y a nuestros ojos parece blanca.
Así es como funciona
⸻
¿Por qué la nieve es blanca aunque el hielo es transparente?
Éste es el punto más misterioso
El hielo es transparente.
El agua es transparente.
Pero la nieve es blanca
La razón es
La presencia de aire
La nieve no es sólo hielo
Hielo + Aire
es
La estructura de la nieve en realidad es bastante suelta
de su volumen
más del 90%
Se dice que
La presencia de aire entre los cristales de hielo produce:
• Hielo → Refracción
• Aire → Refracción
• Límite → Reflexión
se repite
En este punto, es importante
Refracción
y
reflexión
.
La luz cambia de dirección en el límite entre diferentes materiales
En la nieve
Hielo ↔ Aire
Hielo ↔ Aire
Hielo ↔ Aire
Hay miles de límites como estos
Esto hace que la luz se disperse de una manera compleja
Por eso la nieve parece blanca
⸻
Por qué la nieve fresca se ve especialmente blanca
La nieve recién caída se ve especialmente blanca
Esto se debe a que los cristales tienen una forma hermosa
Características de la nieve fresca
: • Cristales intactos
• Contiene mucho aire
• Superficie fina
Esto produce una fuerte dispersión de la luz
En otras palabras
Cuanto más dispersión hay, más blanco parece
Eso es lo que significa
⸻
Cuando la nieve pierde su blancura
De hecho, la nieve no siempre es completamente blanca
El color cambia dependiendo de las condiciones
① Nieve derretida
Cuando la nieve se derrite, se convierte en agua
Dado que el agua es transparente,
la blancura desaparece.
Esto se debe a que hay menos aire en la nieve
⸻
②Nieve comprimida
La nieve en las estaciones de esquí está comprimida
Debido a que hay menos aire
, la dispersión de la luz se reduce
y aparece ligeramente grisácea.
Hay momentos en que esto sucede
⸻
③Nieve sucia
La nieve en las carreteras se vuelve negra
Esto es
• suelo
• gases de escape
• basura
Esto se debe a que absorben la luz
⸻
¿Por qué la nieve a veces parece azul?
Cuando se acumula mucha nieve, puede aparecer azul
Por ejemplo:
• Glaciares
• Cuevas de nieve
• Nieve profunda
Etcétera
esto es
la dispersión de Rayleigh
Interviene
Dentro del hielo:
• Luz roja → se absorbe fácilmente
• Luz azul → se dispersa fácilmente
Por lo tanto, puede tener un aspecto azulado
El mismo principio explica por qué los glaciares parecen azules
⸻
- Forma de copo de nieve
Los copos de nieve en realidad vienen en innumerables formas
Esto varía con la temperatura y la humedad
famoso por su investigación sobre la nieve
Ukichiro Nakaya
Un físico japonés
Es famoso por su trabajo sobre nieve artificial
"La nieve es una carta enviada desde el cielo"
Dejó las siguientes palabras:
La investigación ha revelado
: • Cristales en forma de placa
• Cristales en forma de aguja
• Cristales dendríticos
Descubrí que hay muchas formas diferentes
Pero en cualquier caso, básicamente
Estructura de dispersión de luz
Parece blanco porque tiene
⸻
¿Por qué la nieve es tan deslumbrante?
Estar al aire libre en un día nevado puede ser muy deslumbrante
Esto es nieve
Muy alta reflectividad
Tener
La reflectividad de la nieve es
80〜90％
Se dice que..
Esto significa que refleja la mayor parte de la luz solar
Por eso, en las montañas nevadas
Ceguera de la nieve
(queratitis causada por la luz ultravioleta)
Esto puede pasar a veces
Por eso necesitas gafas de sol para esquiar o escalar montañas
⸻
resumen
Aquí tienes un resumen de por qué la nieve parece blanca:
1. La nieve es una acumulación de cristales de hielo.
2. Hay una gran cantidad de aire entre los cristales.
3. La luz se refleja varias veces en la interfaz entre el hielo y el aire.
4. La luz se dispersa en todas direcciones.
5. Todos los colores de la luz se reflejan por igual.
Como resultado, a nuestros ojos
La nieve se ve blanca
Es por eso
En otras palabras, la blancura de la nieve
Un fenómeno natural causado por la dispersión de la luz
Podemos decir eso
El hielo transparente se junta, se mezcla con el aire y dispersa la luz del sol, creando el hermoso paisaje nevado
comentario