Af hverju eru íshellar stundum svona fallega bláir?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

Af hverju eru íshellar stundum svona fallega bláir?
Til að skilja litbrigði í snjó og ís þurfum við að raða tveimur „púsl“-bitum rétt saman.

1. Ljósgeislar, sem flæða um efni sem inniheldur ójöfnur eða misfellur, dreifast (skipta um stefnu) við árekstra við ójöfnurnar. Ójöfnurnar geta verið sprungur, loftbólur eða óhreinindi. Eitt dæmi um svona efni, sem ekki er einsleitt, er snjór. Hann er froðukenndur; smáir ískristallar með loftfylltu holrými á milli. Þegar við stígum á nýfallna mjöll mörkum við spor þar sem við pressum hluta loftsins úr snjónum og þjöppum hann. Með þyngra fargi yfir lengri tíma pressum við meira loft úr snjónum, hann endurkristallast og verður að ís. Þannig verður jökulísinn til. Í snjónum eru ljósgeislar lengst af í lofti og breyta tilviljanakennt um stefnu við árekstra við ískristalla. Geislar sem falla á snjóinn fara eftir krókaleiðum um snjóinn og hluti þeirra skilar sér aftur til baka úr snjónum í loft. Í lítt sprungnum tærum ís er lengra á milli stefnubreytinga vegna misfellna, svo geislar geta farið tugi metra áður en þeir skila sér aftur út úr ísnum.
2. Almennt dofna ljósgeislar með vegalengd í efni. Oftast er deyfingarhraðinn breytilegur með öldulengd (lit). Í vatni og ís dofnar rauði endi litrófsins mun hraðar en sá blái. Í lofti dofnar sýnilegt ljós lítið (miðað við vatn) með vegalengd og deyfingin er óháð öldulengd.

Með þessum upplýsingum eru púsl-bitarnir okkar tilbúnir.

Snjórinn er hvítur í dagsbirtu því ljós sem á hann fellur ferðast að mestu í lofti, þar til geislarnir sleppa út aftur úr snjónum og falla á augu okkar. Allar öldulengdir dofna jafnt, svo ef inn í snjóinn fer hvítt ljós, kemur hvítt ljós út. Sama á við um vatnsfroðu í brimi eða vatnsföllum.

Mikið sprunginn ís og ís með mörgum loftbólum verður líka hvítur, því geislar utanfrá ná ekki langt inn áður en þeir álpast út aftur, því stutt verður á milli árekstra ljósgeislanna við ójöfnurnar. Geislarnir ferðast ekki nógu langt í ís til að litabrigða gæti.

Vel þjappaður og lítt sprunginn ís með lítinn loftbóluþéttleika verður hinsvegar bláleitur, þar sem ljósgeislar geta ferðast tugi metra í ísnum áður en þeir sleppa út aftur. Geislarnir týna rauða, gula og græna hlutanum úr hvíta ljósinu, svo aðeins blái hlutinn verður eftir. Blái liturinn á sundlaugavatni kemur til af sömu ástæðu, svo lengi sem botnflísarnar eru hvítar og mismuna ekki bláa litnum.

Myndir:

• File:Lightroom Ice Cave Iceland Travel Photography (246482781).jpeg - Wikimedia Commons. (Sótt 30.08.2024). Myndina tók Giuseppe Milo og hún er birt undir leyfinu Deed - Attribution 3.0 Unported - Creative Commons.
• File:Light Penetration Spectrum in Water 01.png - Wikimedia Commons. (Sótt 2.09.2024). Myndina er gerð af Tomemorris og hún er birt undir leyfinu Deed - Attribution-ShareAlike 4.0 International - Creative Commons. Íslenskur texti settur inn af ritstjórn Vísindavefsins.

...