Tại sao bông tuyết có màu trắng?

4,26
6.041

Nước là một hợp chất không màu trong suốt; những hạt băng cũng không màu và trong suốt. Tuyết được tạo thành từ vô số những hạt băng nhỏ li ti, vậy tại sao tuyết lại có màu trắng?

Vì sao tuyết thường rơi vào Giáng sinh?
Những hình dạng kỳ lạ của bông tuyết
Không có hai bông tuyết nào giống nhau
Video: Giải mã bí ẩn hình thành hoa tuyết

Hãy tưởng tượng sau mỗi buổi sáng thức dậy, xung quanh căn nhà bạn là cả một thế giới tuyết màu trắng. Những nếu bật vòi nước hoặc mở ngăn đá, bạn sẽ nhận thấy nước và đá lỏng thường có màu trong suốt.

Để tìm hiểu cách H₂O, một chất vốn dĩ trong suốt, chuyển sang màu trắng như thế nào, Knennerth Litbbrecht - Giáo sư vật lý tại Viện Công nghệ California – đã sử dụng ví dụ sau đây: Nếu bạn đập vỡ một mảnh kính trong suốt, bạn sẽ nhìn thấy những mảnh kính nhỏ chuyển sang màu trắng.

Libbrecht cho biết nguyên nhân dẫn đến sự khác biệt này là cách ánh sáng tương tác với một bề mặt đơn lẻ như cửa sổ so với những vật thể có nhiều mặt như kính vỡ. Khái niệm tương tự cũng áp dụng cho tuyết.

Do hiện tượng phản xạ và khúc xạ ánh sáng, lúc đó bông tuyết sẽ biến thành màu trắng.

Trước tiên cần quan sát hai hiện tượng: Vào mùa hè, chúng ta đặt đá cây lên máy bào và bào nhuyễn chúng, khối đá trong suốt bỗng chốc biến thành vô số những bông tuyết trắng xóa.

Đôi khi bạn không cẩn thận làm vỡ đồ dùng bằng thủy tinh, khi bạn quét những mảnh vỡ có màu trong suốt thành một đống thì bạn sẽ phát hiện đống thủy tinh vụn bỗng nhiên biến thành màu trắng.

Theo khoa học quang học, khi chiếu vào một vật thể, ánh sáng sẽ đi qua, ngấm vào vật thể đó hoặc phản xạ lại (bật khỏi vật thể). Mỗi khi ánh sáng tiếp xúc vào một bề mặt phẳng mịn như thủy tinh hoặc băng, các tia sáng có xu hướng truyền thẳng qua đó mà không bị nhiễu.

Theo Popular Science, mắt con người chỉ nhìn thấy các vật thể bằng cách xử lý sóng ánh sáng bị phản xạ hoặc hấp thụ bởi vật thể. Đó là lý do tại sao thủy tinh và nước đá thường có màu trong.

Chính sự biến đổi hình thức chiếu rọi của ánh sáng đã tạo ra màu trắng của tuyết và thủy tinh vỡ. Thủy tinh và đá cục chỉ trong suốt không màu khi bề mặt chúng trơn phẳng, vì khi đó ánh sáng có thể xuyên suốt hoàn toàn. Nếu bề mặt lồi lõm, khi ánh sáng đi qua sẽ xuất hiện hiện tượng phản xạ và khúc xạ ánh sáng, lúc đó chúng sẽ biến thành màu trắng. Càng nhỏ, càng bị lồi lõm chúng sẽ càng trắng. Nên thủy tinh cát bao giờ cũng trắng hơn thủy tinh thường. Hoa tuyết chính là những hạt băng rất nhỏ, lại có dạng góc cạnh nên khi kết hợp lại tuyết trở nên trắng xóa.

Bên cạnh đó, theo Libbrecht, các lớp băng tuyết, núi băng và sông băng đôi khi có thể có màu xanh lam khi ánh sáng chiếu vào thông qua các vết nứt hoặc kẽ hở (chứ không phải phản xạ khỏi bề mặt của chúng) và bị mắc kẹt.

Khi ánh sáng di chuyển trong băng tuyết, vô số tinh thể băng sẽ phân tán ánh sáng trên hành trình. Ánh sáng di chuyển càng xa, số lần phân tán càng nhiều Vì nước và băng ưu tiên hấp thụ ánh sáng đỏ hơn xanh lam, khi các tia sáng ló ra khỏi các lớp tuyết, các bước sóng màu xanh lam ngắn sẽ phản xạ về phía mắt chúng ta.

Sự phân tán lặp lại càng lâu, màu xanh lam sẽ càng rõ. Tuy nhiên, Trung tâm Dữ liệu Băng và Tuyết Quốc gia cho biết tuyết cần có độ sâu ít nhất 0,3 m để màu xanh lam xuất hiện.

“Tuyết dưa hấu” có màu hồng hoặc đỏ đôi khi cũng xuất hiện. Theo giả thuyết, tuyết có thể chuyển sang bất cứ màu sắc nào của cầu vồng.

Cập nhật: 18/01/2021 H.T (theo Hiện tượng khí tượng)/zing