Почему мокрые предметы становятся темнее?

Когда вы смотрите на поверхность, такую ​​как песок, кирпичи и т. д., свет, который вы видите, отражается диффузным отражением .

С плоской поверхностью, такой как зеркало, свет, падающий на поверхность, отражается назад под тем же углом, под которым он падал на поверхность ( зеркальное отражение ), и вы видите зеркальное отражение света, падающего на поверхность. Однако такой материал, как песок, в основном состоит из множества мелких зерен стекла, и свет отражается на всех поверхностях зерен. В результате свет, падающий на песок, отражается обратно в фактически случайных направлениях, и отраженный свет выглядит просто белым.

Отражение происходит из-за несоответствия показателя преломления на границе между воздухом$\left(n = 1.004\right)$и песок$\left(n \approx 1.54\right)$. Свет отражается от любого изменения показателя преломления. Итак, предположим, что вы заполнили пространство между песчинками жидкостью с показателем преломления$1.54$. Если бы вы сделали это, то больше не было бы изменения показателя преломления, когда свет пересекал границу между жидкостью и песком, поэтому свет не отражался бы. В результате песок/жидкость будут прозрачными.

И это причина потемнения, которое вы видите, когда добавляете воду в песок. Показатель преломления воды$\left(n = 1.33\right)$меньше, чем песок, так что вы все равно получите некоторое отражение. Однако отражение от границы вода/песок намного меньше, чем от границы воздух/песок, потому что изменение показателя преломления меньше. Причина того, что песок становится темнее, когда вы добавляете в него воду, заключается в том, что он отражает намного меньше света.

То же самое относится к кирпичу, ткани и т. д. Если вы посмотрите на большое количество материалов вблизи, вы обнаружите, что они на самом деле прозрачны. Например, ткань сделана из хлопка или искусственных волокон, и если вы посмотрите на отдельное волокно под микроскопом, вы обнаружите, что можете видеть сквозь него. Причина, по которой материалы непрозрачны, заключается исключительно в отражении на границах воздух/материал.

Это изображение показывает, что когда поверхность покрыта границей воды, лучи света, обращенные к поверхности, будут поглощаться ею. поэтому было бы меньше световых лучей в области, попадающей к нашим глазам. в результате мы видим материал темнее.
$\hspace{100px}$

Ответ Джона самый близкий. На самом деле это не имеет значения оптического индекса. Материалы с микроотверстиями будут случайным образом отражать свет только с узкой границей между материалом и воздухом. Когда есть вода, чтобы заполнить отверстия, часть света отражается в материал, поэтому ваш глаз увидит меньше света, отраженного от материала.

Эффект, по-видимому, связан с нечеткостью поверхности.

Сухая ткань очень пушистая и поэтому отражает свет в большем количестве направлений. Если вы смачиваете его, вы изгибаете маленькие волокна на поверхности по направлению к нему, так что полное отражение происходит в меньшем количестве направлений.

Его можно сравнить со стеклом, которое также кажется белым, когда разбито на достаточно мелкие осколки, но отражается только в небольшом интервале углов, когда оно плоское и целое. Другой пример — мыло, которое имеет какой-то цвет, пока из него не образуется пена.

Один физик сказал мне, что это происходит из-за того, что песок слипается, когда он влажный, поэтому в нем меньше площади поверхности, которая может отражать свет.