Miks on lumivalge, kui vesi on selge? Enamik meist mõistab, et vesi puhtal kujul on värvitu. Lisandid, nagu jõe muda, võimaldavad veel võtta mitmeid muid värve. Lund saab võtke muud toonid samuti, sõltuvalt teatud tingimustest. Näiteks võib lume värv kokkusurumisel saada sinise tooni. See on tavaline liustike sinises jääs. Siiski paistab lumi enamasti valge ja teadus räägib meile, miks.
Lume mitmekesised värvid
Sinine ja valge pole ainsad lume või jää värvid. Vetikad võivad lumel kasvada, muutes need punase, oranži või rohelisemaks. Lisandid lumes muudab selle erinevat värvi, nt kollane või pruun. Tee lähedal asuv mustus ja praht võivad lume halliks või mustaks muuta.
Lumehelbe anatoomia
Lume ja jää füüsikaliste omaduste mõistmine aitab meil mõista lume värvi. Lumi on pisikesi jääkristalle kokku kleebitud. Kui vaataksite üksikut jääkristalli iseenesest, näeksite, et see on selge, kuid lumi on erinev. Lume moodustumisel koguneb sadu pisikesi jääkristalle, et moodustada meile tuttavad lumehelbed. Maapinnal olevad lumekihid on enamasti õhuruum, kuna kohevate lumehelveste vahel täitub taskutes palju õhku.
Valguse ja lume omadused
Peegeldatud valgus on põhjus, miks me lumme näeme. Nähtav valgus päikesest koosneb valguse lainepikkuste seeriast, mida meie silmad tõlgendavad erineva kuju ja värvina. Kui valgus midagi tabab, neelduvad või peegelduvad meie silmadesse erinevad lainepikkused. Kui lumi satub atmosfääri kaudu maapinnale, peegeldub valgus jääkristallide pinnalt, millel on mitu tahku või "nägu". Osa valgust mis lund lööb, on hajutatud võrdselt tagasi kõigisse spektraalvärvidesse ja kuna valge valgus koosneb kõigist nähtava spektri värvidest, tajuvad meie silmad valget lumehelbed.
Keegi ei näe korraga ühte lumehelvest. Tavaliselt näeme maapinnal hiiglaslikke miljoneid lumehelbeid. Kui valgus lööb maapinnale lume, on valguse peegeldumiseks nii palju kohti, et ükski lainepikkus ei imendu ega peegeldu järjekindlalt. Seetõttu peegeldab suurem osa lumest löövast päikesest tulevat valget valgust tagasi, seega tajume ka maapinnal olevat valget lund.
Lumi on pisikesed jääkristallid ja jää on poolläbipaistev, mitte läbipaistev nagu aknaava. Valgus ei pääse jääst kergesti läbi ja muudab suunda või peegeldab sisepindade nurki. Kuna valgus põrkub kristallis edasi-tagasi, peegeldub osa valgust ja osa neeldub. Miljonid jääkristallid, mis põrkavad, peegeldavad ja neelavad lumekihis valgust, viivad neutraalse maapinna. See tähendab, et pole eelistust, et nähtava spektri (punane) või teine (violetne) külg oleks neeldunud või peegelduv, ja kõik see kopsakas moodustab valge.
Liustike värv
Jäämäed, mis moodustuvad lume kogunemisel ja tihendamisel, paistavad sageli liustikud pigem sinine kui valge. Kui kogunenud lumi sisaldab lumehelbeid eraldavat õhku palju, on liustikud erinevad, kuna jääjää ei ole sama kui lumi. Lumehelbed kogunevad ja pakendatakse kokku, moodustades kindla ja liikuva jääkihi. Suur osa õhust pigistatakse jääkihist välja.
Valgus paindub sügavale jääkihti sisenedes, neelates üha enam spektri punast otsa. Punase lainepikkuse neeldumisel muutuvad sinised lainepikkused teie silmadele tagasi peegeldudes kättesaadavamaks. Nii ilmub liustikujää värv siniseks.
Katsed, projektid ja õppetunnid
Vingest ei puudu lumeteaduse projektid ja eksperdid, mis on saadaval õpetajatele ja õpilastele. Lisaks on lehel imeline tunniplaan lume ja valguse suhete kohta Füüsika keskraamatukogu. Ainult minimaalse ettevalmistusega saab keegi selle katse lumel lõpule viia. Katse modelleeriti pärast seda, kui Benjamin Franklin selle lõpule viis.