Warum Ist Schneeweiß?

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Reines flüssiges Wasser ist klar. Eiskristalle sind auch klar. Schnee, der aus winzigen Eiskristallen gebildet wird, hat eine unverwechselbare weiße Farbe. Das Verständnis der Eigenschaften von Licht und wie Licht mit verschiedenen Objekten interagiert, hilft uns zu verstehen, wo Schnee seine unverwechselbare Farbe erhält.

Die Farbtheorie

Sichtbares Licht von der Sonne oder einer anderen Quelle umfasst eine Vielzahl von Wellenlängen, die das menschliche Auge als Farbe interpretiert. Wie von Isaac Newton zugewiesen, sind sie rot, orange, gelb, grün, blau, indigo und violett (ROY G BIV). Wenn Licht auf ein Objekt trifft, können die unterschiedlichen Wellenlängen absorbiert, zurückreflektiert, durch das Objekt übertragen oder zu den Seiten gestreut werden. Die Farbe eines Objekts ist einfach eine Kombination der Lichtfrequenzen, die es reflektiert. Zum Beispiel werden blaue Objekte vom Auge als blau wahrgenommen, weil sie alle anderen Wellenlängen des Spektrums absorbieren, mit Ausnahme von Blau. Alle Frequenzen zusammen bilden die weiße Farbe. Ein Objekt erscheint weiß, wenn es alle Wellenlängen des einfallenden Lichts reflektiert.

Abhängig von der Wechselwirkung eines Objekts mit Licht können Objekte als transparent, transluzent und opak klassifiziert werden. Transparentes Objekt lässt das Licht durch sie hindurch. Transluzente Objekte reflektieren teilweise Licht und lassen teilweise Licht durch sie hindurch. Undurchsichtige Objekte absorbieren das auf sie einfallende Licht.

Licht und Schnee

Schnee besteht aus winzigen Eiskristallen. Licht ermöglicht dem menschlichen Auge, Schnee zu sehen. Schnee ist stark reflektierend. Wenn Licht auf Schnee trifft, wird jedes Eiskristall zu einem Spiegel, der Licht von seiner Oberfläche reflektiert. Alle unterschiedlichen Wellenlängen, die auf Schnee treffen, werden gleichermaßen zurückgestreut, was bewirkt, dass das Auge Schnee als weiß wahrnimmt. Die stark reflektierende Eigenschaft des Schnees erklärt, warum in einer Nacht, wenn der Boden mit Schnee bedeckt ist, die Helligkeit zunimmt.

Darüber hinaus ist Eis transluzent im Gegensatz zu transparent, wie viele denken würden. Diese Tatsache bedeutet, dass das Licht, das durch die Eiskristalle im Schnee übertragen wird, nicht in einer geraden Linie verläuft, sondern ständig die Richtung ändert, wenn es durch die verschiedenen Kristalle durchgelassen wird. Die Eiskristalle des Schnees prallen überall auf das Licht, so dass es schließlich in alle Richtungen aus dem Schnee kommt. Das Licht, das in den Schnee eindringt, verlässt den Schnee in einer völlig anderen Richtung als es eintritt. Alle Wellenlängen des sichtbaren weißen Lichts, das auf den Schnee auftrifft, werden gleichermaßen übertragen und wieder aus dem Schnee zurückgeworfen, was das Auge dazu bringt, Schnee als weiß wahrzunehmen.

Je nachdem wie das Licht auf Schnee trifft; es könnte auch bläulich oder purpurn aussehen. Diese Tatsache erklärt, warum Gletscher blau erscheinen. Einfallendes sichtbares Licht kann viel tiefer in Eis eindringen. Wenn das Licht tiefer eindringt, werden die längeren Wellenlängen des Spektrums, die sich zum roten Ende hin befinden, gestreut und schließlich zerstreut, wobei das blaue Ende der reflektierten Spektralfarben zurückbleibt. Dadurch erscheint das Eis bläulich oder violett.