Γιατί το χιόνι είναι λευκό;

ΚΑΡΔΙΤΣΑ-Παυσίλυπο

Υπό προϋποθέσεις, ακόμη και το χιόνι μπορεί να πάρει άλλα χρώματα. Για παράδειγμα όταν το χιόνι συμπυκνωθεί αρκετά μπορεί να πάρει μια μπλε απόχρωση όπως συμβαίνει με το μπλε πάγο των παγετώνων.

Το χιόνι είναι μικροσκοπικοί κρύσταλλοι πάγου κολλημένοι μεταξύ τους. Εάν παρατηρήσουμε ένα κομμάτι πάγου (παγάκι) θα δούμε ότι και αυτό είναι  ημιδιαφανές.  Ωστόσο, το χιόνι είναι κάτι διαφορετικό.  Το χιόνι σχηματίζεται όταν εκατοντάδες  μικροσκοπικοί κρύσταλλοι πάγου συσσωρεύονται μαζί σε πολύπλοκες διατάξεις για να σχηματίσουν τις χιονονιφάδες που γνωρίζουμε.

Οι ιδιότητες του φωτός στο χιόνι

Ο λόγος που βλέπουμε το χιόνι οφείλεται στο φως. Καθώς το χιόνι πέφτει μέσω της ατμόσφαιρας και προσγειώνεται στο έδαφος, το φως αντανακλάται από την επιφάνεια των μικροκρυστάλλων του πάγου. Δεδομένου ότι το χιόνι έχει πολλαπλές μικρές επιφάνειες, μέρος το φωτός διασκορπίζεται.
Το ορατό φως από τον ήλιο αποτελείται από μια σειρά μήκη κύματος στο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα που τα μάτια μας ερμηνεύουν ως διαφορετικά χρώματα. Όταν το φως χτυπά ένα αντικείμενο, τότε διαφορετικά μήκη κύματος του φωτός απορροφώνται από αυτό ενώ άλλα αντανακλώνται πίσω στα μάτια μας.  Επίσης το φώς που διέρχεται μέσα από το πάγο διαπερνά τον παγοκρύσταλλο αφού πρώτα αλλάξει κατευθύνσεις  στις εσωτερικές γωνίες του.

Κανείς δεν παρατηρεί μια μεμονωμένη νιφάδα σε μια χρονική στιγμή . Τις περισσότερες φορές, βλέπουμε τεράστιες συλλογές από εκατομμύρια νιφάδες χιονιού στο έδαφος. Καθώς το φως χτυπά το χιόνι στο έδαφος, υπάρχουν τόσες πολλές επιφάνειες για το φως να αντανακλαστεί, ώστε κανένα συγκεκριμένο μήκος κύματος φωτός δεν απορροφάται ή αντανακλάται  σε τέτοιο βαθμό που να επιφέρει οποιαδήποτε σημαντική αλλαγή. Το μεγαλύτερο μέρος του λευκού φωτός από τον ήλιο που χτυπά το χιόνι αντανακλάται πίσω  και εξακολουθεί να είναι λευκό φως. Ως εκ τούτου,  το χιόνι στο έδαφος φαίνεται άσπρο.

Ένα άλλο σημαντικό σημείο που θα πρέπει να θυμάται κανείς, είναι ότι το χιόνι αποτελείται από μικροσκοπικούς παγοκρυστάλλους που δεν είναι διαφανείς όπως το γυαλί σε ένα παράθυρο, αλλά ημιδιαφανείς.  Το φως δεν περνά μέσα από το πάγο εύκολα.  Αντ ' αυτού,  αναπηδά γύρω,  εμπρός και πίσω στο εσωτερικό των κρυστάλλων πάγου. Καθώς το φως μέσα σε ένα κρύσταλλο πάγου αναπηδά γύρω από τις εσωτερικές επιφάνειες,  μέρος του φωτός αντανακλάται ενώ ένα άλλο μέρος απορροφάται.  Με τα εκατομμύρια των κρυστάλλων πάγου σε ένα στρώμα χιονιού,  όλος αυτός ο αριθμός των βημάτων οδηγούν σε μία ισορροπία  ουδέτερης κατάστασης.  Αυτό σημαίνει ότι δεν υπάρχει καμία προτίμηση στη μια πλευρά του ορατού φάσματος (κόκκινο) ή της άλλης πλευράς (βιολετί) που απορροφάται ή αντανακλάται. Το συνολικό ποσό όλων των που βημάτων οδηγούν στο λευκό χρώμα.

Το χρώμα των παγετώνων

Το χρώμα των παγετώνων εμφανίζει μία μπλε απόχρωση.  Θυμηθείτε, ότι στο σχηματισμό του χιονιού υπάρχει  αρκετός αέρας που διαχωρίζει τις νιφάδες . Στους παγετώνες είναι διαφορετικά.  Στο πάγο  των παγετώνων οι νιφάδες του χιονιού συσσωρεύονται μαζί ώστε να σχηματίσουν ένα σταθερό και κινητό στρώμα του πάγου. Μεγάλο μέρος του αέρα που χωρίζει τις νιφάδες αποβάλλεται από αυτό το στρώμα.
Καθώς το φως εισέρχεται σε ένα βαθύ στρώμα πάγου, το φως κάμπτεται προκαλώντας βαθμιαία όλο και περισσότερο από το κόκκινο άκρο του φάσματος της ακτινοβολίας  να απορροφηθεί. Καθώς απορροφούνται πιο κόκκινα μήκη κύματος,  τα πιο μπλε μήκη κύματος είναι διαθέσιμα για να ανακλαστούν πίσω στα μάτια σας. Το χρώμα του παγετώνα πάγου στη συνέχεια θα εμφανιστεί με μία μπλε απόχρωση.

Τα ποικίλα χρώματα του χιονιού

Με το μπλε και το λευκό χιόνι ή πάγο, πολλοί άνθρωποι αναρωτιούνται εάν το χιόνι μπορεί να πάρει και άλλα χρώματα. Σε ορισμένες περιπτώσεις, ακαθαρσίες του χιονιού μπορεί να δημιουργήσουν ένα διαφορετικό χρώμα. Για παράδειγμα, τα φύκια που μπορεί να αναπτυχθούν πάνω στο χιόνι το εμφανίζουν  πιο κόκκινο, πορτοκαλί ή πράσινο. Ρύποι και συντρίμμια κοντά σε ένα δρόμο μπορούν να κάνουν το χιόνι φαίνεται γκρίζο ή μαύρο.

                                                        Κρύσταλλοι από νιφάδες χιονιού