Jakou barvu má sníh ve skutečnosti?

Dobrý den, milí čtenáři a účastníci WhyCheck Clubu! Jako vždy v pátek mám na blogu nový díl Klubu. Dnes k nám na Krym konečně dorazila zima a jsem rád, že dnešní otázka bude v souladu s ročním obdobím. Takže dnes odpovídám na otázku maminky Margarity a její tříleté dcery

Problematiku jsme již studovali, proč se sníh leskne. Ale nemluvili jsme o tom, proč je sníh bílý. Abychom na tuto otázku odpověděli, budeme se muset seznámit s tak složitými fyzikálními pojmy, jako je barva a světlo, udělat několik jednoduchých experimentů a experimentů a nakonec zjistit, jakou barvu má sníh.

Opravdu, proč vidíme sníh jako bílý, jablko jako zelené a pomeranč jako pomeranč? Co to je – barva předmětu? Vidí ho všichni lidé stejně? Pojďme na to přijít.

Proč je sníh bílý?

Velmi zjednodušeně řečeno (a přesně takto to vysvětlíme tříletému dítěti), pak barvou předmětu je světlo od něj odražené, které nám přišlo do oka. Bez světla není barvy.

Vezměte své dítě k nějaké světlé hračce (například kostce). Dokáže dítě poznat, jakou má barvu? Není to vůbec těžké. Nyní jděte do úplně zatemněné místnosti (například do vany), odstraňte všechny i ​​ty nejmenší zdroje světla – aby byla úplná tma. A ukažte svému dítěti tuto hračku. Vidí teď její barvu? Ne! Ve tmě není objekt vůbec vidět – úplně zčerná.

Závěr: Barva předmětu je subjektivní vlastností (tj. bude se lišit v různých podmínkách). A druhým závěrem je, že abychom viděli barvu (a vlastně i objekt samotný), potřebujeme světlo.

Vlevo je kostka na denním světle – je žlutá. Vpravo je kostka v místnosti bez světla – je černá

Proč tedy některé předměty mají jednu barvu, zatímco jiné jinou?

Abychom na tuto otázku odpověděli, musíme sledovat paprsek slunečního světla (nebo paprsek z lampy). Zde letí od zdroje světla, dokud nenarazí na nějakou překážku. Například naše hračka. Nyní vše závisí na materiálu, ze kterého je vyroben. Pro paprsek světla jsou všechny materiály rozděleny, relativně vzato, do tří skupin: na ty, které tento paprsek světla propouštějí samy sebou, na ty, které paprsek světla pohlcují (tj. nikdy z nich nevychází), a na ty, které odrážejí. tento paprsek světla od sebe (odráží se od nich jako tenisový míček od rakety). Pokud paprsek světla prochází materiálem, zdá se nám průhledný. Pokud se úplně vstřebá, pak se nám jeví jako černá. Pokud se plně odráží, pak se nám jeví jako bílá. Ale pokud předmět zcela neabsorbuje a neodráží paprsek světla, pak vidíme barvu předmětu.

Pojmenujte předměty a nechte dítě říci, do které ze tří skupin patří (propouštějí, pohlcují nebo odrážejí světlo). Například bílý papír, černý TV ovladač, okenní sklo. A pak naopak: požádejte své dítě, aby v místnosti ukázalo předmět, který se hodí do této skupiny: například vše, co propouští světlo (může to být skleněný kelímek, plastová fólie, průhledné plastové pravítko atd.), pohlcuje a odráží .

To znamená, že předmět vidíme barevně, když částečně odráží světlo dopadající na něj. Ale proč se barvy liší? Faktem je, že paprsek obyčejného světla, kterému říkáme „bílá“, se ve skutečnosti skládá z několika barev najednou (fyzici tomu říkají „spektrum“). Kdybychom to mohli rozdělit, viděli bychom to. Ale jak to rozdělit? Je to velmi jednoduché – potřebujeme hranol! Optický hranol – to je takový zvláštní kus skla: jeho horní a spodní strana jsou trojúhelníky a jeho strany jsou obdélníky. Paprsek světla vstupující do hranolu se v něm odráží a láme (odchyluje se od své dráhy). A když z ní vyjde, je rozdělena na jednotlivé části. A pak vidíme. duhu! Tento jev se nazývá složené slovo „disperze“ a Newton to poprvé objevil, když rozložil paprsek světla na spektrum pomocí stejného optického hranolu.

Hranol rozděluje paprsek slunečního světla na spektrum

Pokud ale hranol doma nemáte, nevadí! Lze jej simulovat jinými prostředky. Podívejte se se svým dítětem, kde žije duha u vás doma? Žije například v naší koupelně: paprsky světla nástěnných lamp se odrážejí od okraje zrcadla a „vrhají“ duhu na pračku. A duha žije i v akváriu: každý den v určitou denní dobu dopadá paprsek světla pod správným úhlem na okno a odráží se od stěn akvária a na stěnu vypouští velmi jasnou a dlouhou duhu.

Paprsek světla procházející stěnami akvária se rozloží na spektrum

Naplňte misku do poloviny vodou. Umístěte misku tak, aby byla na místě, kde je sluneční světlo. Jednou rukou držte kousek papíru svisle vedle misky. Položte druhou ruku se zrcadlem do misky s vodou. Nastavením úhlu zrcadla se ujistěte, že vrhá duhový sluneční paprsek zpod vody na papír. Tento „zajíc“ je rozkladem slunečního paprsku do spektra.

Na velké fotografii Katya dělá experiment s rozkladem slunečního paprsku na spektrum. Malá fotografie nahoře ukazuje výslednou duhu.

Nyní víme, že paprsek obyčejného bílého světla se skládá z několika částí různých barev. A když dopadne na předmět a je jím částečně pohlcen a částečně odražen, bude viditelná barva tohoto předmětu záviset na tom, která část spektra byla pohlcena a která byla odražena materiálem, ze kterého je předmět vyroben. Pokud materiál absorbuje všechny barvy z paprsku kromě žluté, pak se nám objekt bude jevit jako žlutý. Pokud absorbuje všechno kromě červené, je to jako červená. Když všechno kromě červené a žluté, tak jako oranžová. Takhle je to jednoduché!

Nyní se vraťme ke sněhu. Každá jednotlivá sněhová vločka, která tvoří závěj, je zmrzlá voda. Tito. led. A led je průhledný. A každá sněhová vločka je samostatně průhledná. To je jasně vidět na makro fotografiích.

Sněhová vločka (foto Andrey Osokin)

Sněhová vločka se skládá z šestihranných ledových krystalů. Led jím propouští sluneční světlo. Takže sněhová závěj by měla být také průhledná? Ale to není pravda. Každá sněhová vločka ve sněhové závěji se skládá z průhledných ledových krystalů. Světlo se v těchto krystalech mnohokrát láme a odráží a pohybuje se od sněhové vločky ke sněhové vločce. A nakonec všechno světlo vyjde ven a vstoupí do našeho oka. Proto vidíme závěj bílou.

Sníh se skládá z tisíců a tisíců sněhových vloček

Pocit barev, jak jsem již řekl, může být velmi subjektivní. Například barvu, kterou většina lidí vidí jako oranžovou, můj barvoslepý syn vidí jako zelenou. Nemůže najít oranžovou kouli v zelené trávě, i když pro většinu z nás to nebude těžké.

Kromě toho existuje něco jako „přizpůsobivost vidění“. Při různém osvětlení, v různých situacích není světlo, které se odráží od předmětu a které vnímáme jako „barva“, stejné, jak ho vidíme. Ale náš mozek, který ze zkušenosti ví, jaká barva předmětu „by měla být“, koriguje vnímání barvy samotné. Každý například ví, že list běžného papíru do tiskárny je bílý. A vidíme to bílé jak ve stínu, tak na slunci a v různých částech místnosti. Proveďte experiment se svým dítětem:

Vezměte si kus papíru. Ujistěte se, že vaše dítě vidí, že list je zcela bílý. A pak se s dítětem projděte po místnosti a fotografujte tento list v různých podmínkách. Fotili jsme například papír uprostřed místnosti. Na slunném parapetu. V blízkosti hnědé skříně. Když jsem si oblékla červený svetr. List je jako list.

Nyní se podívejte na výsledné fotografie. Ukazuje se, že nezaujatý „pohled“ kamery vidí místo bílé úplně jiné barvy! Například list na parapetu se ukázal jako modrý, ne bílý. A když si obléknu červenou bundu, papír zčervená.

Výkon: Barva předmětu závisí nejen na materiálu, ze kterého je vyroben, ale také na světle, které jej ozařuje a odráží.

1. Takto vidíme ideálně bílý list papíru 2. Bílé prostěradlo vedle červeného saka 3. Bílé prostěradlo v místnosti s přirozeným světlem 4. Bílé prostěradlo v místnosti u skříně 5. Bílé prostěradlo na parapetu

A když se pozorně a nestranně podíváte na sníh, miminko také uvidí, že není úplně bílý. Za soumraku je modrá. Na jasném slunci je nažloutlý. Jaké další odstíny sněhu můžete vy a vaše dítě najít?