Почему вода не имеет цвета?

Когда вещество поглощает и отражает свет, оно показывает цвет поглощенного и отраженного света. Но вода бесцветна. Он поглощает и отражает свет. Что является причиной этого?

Существует небольшая разница в поглощении воды в различных видимых длинах волн, поэтому большие массы воды выглядят голубовато-зеленоватыми (даже без примесей).
Смотрите этот вопрос .
На самом деле вода имеет легкий голубоватый оттенок.
Существует также связь между электропроводностью и поглощенным светом, проводник не может быть прозрачным (поскольку энергия для перемещения электрона из валентной зоны в зону проводимости меньше, чем энергия одного фотона, поэтому фотон разрушается)
Вы также можете задать обратный вопрос: почему мы эволюционировали, чтобы обнаруживать в основном только те частоты, которые не поглощаются водой?
@biziclop - я имею в виду, это чертовски просто. Мы эволюционировали под водой, и именно этот спектр лучше всего виден там. Это вполне ожидаемо, чтобы быть честным.
@Davor Конечно, это тривиальное наблюдение, но оно приближает нас к ответу на исходный вопрос. Вода в значительной степени прозрачна для частот, которые мы видим, потому что наше зрение эволюционировало таким образом.
@biziclop - я подумал, что вопрос больше похож на «какие физические свойства делают воду прозрачной в наблюдаемом спектре?»
Если вы смотрите только на поглощение и игнорируете рассеяние, вы можете свести это к ширине запрещенной зоны материала, делающей его изолятором. (да, вода является изолятором) видимые фотоны не имеют энергии, чтобы продвигать электрон в зону проводимости, тогда как металлы имеют непрерывную зону проводимости (без щели), и поэтому свет может легко продвигать электрон. Интересным результатом этого является то, что полупроводники могут иметь очень неравномерные характеристики поглощения в видимом спектре (энергия запрещенной зоны коррелирует с энергией фотона видимого света).
Как говорит @PrittBalagopal, вода синяя: dartmouth.edu/~etrnsfer/water.htm, а тяжелая вода — нет: chemistry.stackexchange.com/questions/71894/…
Вы можете прочитать эту статью о том, почему вода синяя.

Ответы (4)

Жидкая вода очень мало поглощает видимый свет, поэтому она выглядит бесцветной.

В Википедии есть очень обширная статья о поглощении электромагнитного излучения водой .

Несколько основных моментов:

  • есть разница, говорите ли вы о твердом (лед), жидком (вода) или газообразном (пар). Это связано с тем, что большая часть поглощения является результатом молекулярных колебаний, а не все колебания возможны во всех состояниях.
  • Жидкая вода имеет очень низкое поглощение в видимом спектре. Вот график поглощения (обратите внимание - это для ЧИСТОЙ воды; загрязнение сильно повлияет на прозрачность. Например, мелкие частицы в воде будут преимущественно рассеивать синий свет):

введите описание изображения здесь

Атрибуция: Darekk2 в Википедии , на основе

Из статьи в Википедии:

Поглощение было приписано последовательности обертоновых и комбинированных полос, интенсивность которых уменьшается на каждом шаге, приводя к абсолютному минимуму при 418 нм, при которой коэффициент затухания составляет около 0,0044 мкм. − 1 , длина затухания около 227 метров. Эти значения соответствуют чистому поглощению без эффектов рассеяния.

Похоже, что между синим и красным поглощение составляет 2+ порядка. Это разница длины затухания примерно от 1 метра до 227 метров. Так что даже вода глубиной 1 метр должна выглядеть голубоватой или хотя бы зеленоватой. 1 метр - это много воды, кроме как в бассейне или больше, или в узкой трубе, поэтому я понимаю, почему это не очевидно.
В стакане воды.
Можете ли вы подробнее рассказать о том, что объясняет эта диаграмма? Поскольку красная линия находится выше всего, она поглощает красный цвет лучше, чем другие цвета, что означает (я предполагаю здесь), что она отражает другие цвета, а это означает (еще раз предположение), что она будет отображаться голубоватой.
@BurnsBA На диаграмме поясняется, что поглощение чрезвычайно низкое на всех длинах волн - при 700 нм оно составляет 0,6 / м. Это означает, что когда вы пропускаете луч света с длиной волны 700 нм через чистую воду, через 1 м у вас все еще остается е − 0,6 исходного - около 55%. Это означает, что если вы отфильтруете белый свет через толстый столб чистой воды, вы быстрее потеряете красные компоненты, так что в результате будет немного больше синего. Но в реальных жизненных ситуациях большую роль будет играть рассеяние твердых частиц.
Изображение, доступное на веб- странице «Причины цвета» , показывает слегка голубой цвет 3-метрового столба воды. Посмотрите вверху раздела под названием «Почему вибрационный?»
@OrangeDog - извини, но я именно это и говорю. Когда вы «смотрите» на воду, вы не смотрите на поверхность — обычно вы смотрите сквозь воду (на дно контейнера и т. д.) и заключаете, что «нет цвета», потому что дно выглядит того же цвета, как если бы оно было воды не было. Я не имел в виду, что говорил об отражении (которое во многом связано с комплексным показателем преломления и его изменением с частотой).
@Флорис Я @ не тот человек
@BurnsBA Противоположность поглощения - это не отражение. Радиация может проходить и насквозь.

Вода не поглощает много света в видимом диапазоне, поэтому большая часть видимого света просто проходит сквозь нее. Однако вода непрозрачна для некоторых других длин волн, таких как микроволны.

Наши глаза состоят из водянистых частей. Если бы вода ДЕЙСТВИТЕЛЬНО сильно поглощала свет какого-то цвета, это обязательно был бы цвет, который мы не можем видеть и для которого у нас нет названия. Водяной пар и многие другие атмосферные газы являются естественными ограничениями окружающего света, поэтому неудивительно, что мы называем их «прозрачными» для видимого света.

Вода (жидкость и пар) имеет некоторый цвет в дальнем инфракрасном спектре с поглощением на 3, 6 и 12 микронах. Так называемый «ледниковый лед» может быть ярко-синего цвета (возможно, из-за примесей, таких как захваченный воздух).

Очень интересный ракурс, с которого можно ответить на этот вопрос. Этакий "антропный принцип" ответа.
Если бы вода действительно сильно поглощала свет какого-то цвета, сантиметр или около того в наших глазах вполне вероятно все еще был бы достаточно прозрачным. С другой стороны, цвет льда не имеет значения (спектр поглощения твердой и жидкой фаз материала может быть связан, но не обязательно), но в любом случае приписывание синего цвета пузырькам воздуха имеет прямо противоположное значение (нормальный лед белый из-за рассеивания пузырьков воздуха, а ледниковый лед синий, потому что пузырьки выдавлены).
@EmilioPisanty: неясно, удалит ли давление воздух; вместо этого он может растворяться в твердом теле (безусловно, ЧТО-ТО создает центры окраски).
В этом случае, если это действительно так важно для вас, представьте веский аргумент и подкрепите его ссылками. И пока вы там, вам также необходимо представить доказательства того, почему это вообще относится к спектру жидкой воды.

Когда вещество прозрачно и не отражает цвета, на уровне частиц это означает, что фотоны, на которых движется классический свет, имеют только упругие взаимодействия со средой, т. е. с атомами и молекулами, и не поднимают энергетический уровень в оптическом диапазоне, поэтому меняется баланс воспринимаемых цветов.

Возьмите кристалл красного цвета, луч света, проходящий через него, становится красным. На уровне частиц это означает, что происходит поглощение фотонов атомами, молекулами и решеткой, так что исходящая смесь частот воспринимается как красный цвет. . То же самое произойдет, если вы нальете красные чернила в воду. Дополнительные молекулы красных чернил поглощают соответствующие частоты, оставляя частоты воспринимаемыми как красные.

Обратите внимание, что энергия поглощенных фотонов поднимает электрон на более высокий уровень или изменяет положение атома/молекулы в решетке. При снятии возбуждения могут быть каскады на более низкие уровни с изменением частот, но также и угловое распределение фотонов, исходящих от снятия возбуждения, будет сферическим, и когерентность с лучом будет потеряна. Это означает, что при передаче изображений процесс эластичен, чтобы не потерять когерентность.

Почему вода не имеет цвета?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 4v