מדוע כחול קרח?

קרח קרחונים ואגמים קפואים נראים כחולים, ובכל זאת קרחונים וקרח מהמקפיא נראים צלולים. מדוע כחול קרח? התשובה המהירה היא שזה בגלל מים סופג צבעים אחרים של ספקטרום, אז זה שמשתקף בחזרה לעינייך הוא כחול. כדי להבין מדוע עליכם להבין כיצד האור מתקשר עם מים וקרח.

טעימות עיקריות: מדוע קרח כחול

בצורתם הנוזלית והמוצקה, מים (H₂O) מולקולות סופגות אור אדום וצהוב, ולכן האור המוחזר הוא כחול. קשר החמצן-מימן (קשר O-H) נמתח בתגובה לאנרגיה נכנסת מאור, סופג אנרגיה בחלק האדום של הספקטרום. אנרגיה נספגת גורמת למולקולות מים לרטוט, מה שעלול לגרום למים לספוג אור כתום, צהוב וירוק. אור כחול באורך גל קצר ואור סגול נותרו. קרח קרחונים נראה יותר טורקיז מכחול מכיוון שלידוכי מימן בתוך הקרח מעבירים את ספקטרום הספיגה של הקרח לנמוך באנרגיה, מה שהופך אותו לירוק יותר מאשר מים נוזליים.

שלג וקרח המכיל בועות או שברים רבים נראה לבן מכיוון שהגרגירים וההיבטים מפזרים אור לעבר הצופה ולא מאפשרים לו לחדור למים.

בזמן קוביות קרח צלולות או שקרחונים עשויים להיות נקיים מהגזים המפזרים אור, הם נראים חסרי צבע ולא כחולים. למה? הסיבה לכך היא שהצבע כחול בהיר מכדי שתוכל לרשום את הצבע. חשוב על צבע התה. תה בכוס הוא בצבע כהה, אבל אם אתה מתיז כמות קטנה על השיש, הנוזל חיוור. דרוש הרבה מים כדי לייצר צבע בולט. ככל שמולקולות המים צפופות יותר או ככל שהדרך דרכה ארוכה יותר, כך נקלטים יותר פוטונים אדומים, ומשאירים אור שהוא בעיקר כחול.

קרח קרחוני מתחיל כשלג לבן. ככל שיורד שלג נוסף, השכבות שמתחתיה נדחסות ויוצרות קרחון. הלחץ סוחט את בועות האוויר ואת הפגמים ויוצר גבישי קרח גדולים המאפשרים העברת אור. השכבה העליונה של קרחון עשויה להיראות לבנה בגלל גשם או משברים ומבליית הקרח. פני הקרחון עשויים להופיע בצבע לבן במקום בו הוא מזג אויר או במקום בו האור משתקף מהשטח.

יש אנשים שחושבים שקרח כחול מאותה סיבה שהשמיים כחולים, ריילי פיזור. פיזור ריילי מתרחש כאשר האור מפוזר על ידי חלקיקים הקטנים מאורך הגל של הקרינה. מים וקרח הם כחולים מכיוון שמולקולות מים באופן סלקטיבי לספוג החלק האדום של הספקטרום הנראה לעין, לא בגלל המולקולות פיזור אורכי הגל האחרים. למעשה, קרח נראה כחול מכיוון שהוא הוא כחול.

אמנם יתכן שלא תשיג הזדמנות לצפות בקרחון מקרוב, אחת הדרכים להכין קרח כחול היא לנקוט שוב ​​ושוב מקל לתוך השלג כדי לדחוס את הפתיתים. אם יש לך מספיק שלג, אתה יכול לבנות איגלו. כשאתה יושב בפנים תראה את הצבע הכחול. אתה יכול גם לראות קרח כחול אם אתה חותך גוש קרח מאגם או אגם קפואים נקיים.

• בראון, צ'ארלס ל.; סרגיי נ. סמירנוב (1993). "מדוע מים כחולים?". י. כימ. לחנך. 70 (8): 612. doi:10.1021 / ed070p612