به گزارش خبرآنلاین و به نقل از روزیاتو، برف به عنوان یکی از پدیدههای متداول در مناطق سردسیر زمین شناخته میشود و معمولاً به رنگ سفید دیده میشود. با این حال، مهم است که بدانیم برف در واقع از آب تشکیل شده و آب در حالت مایع یا یخ شفاف به نظر میرسد. سوال این است که چرا برف سفید است؟ پاسخ این سوال در فیزیک نور، ساختار بلورهای یخ و روش پراکندگی نور نهفته است.
برف از دانههای بسیار کوچک و پیچیده یخ تشکیل میشود. هر دانه برف دارای ساختاری چندوجهی و غیرمنظم است. این بلورها در ابرها به صورت ششضلعی رشد میکنند و به هنگام سقوط به زمین، تبدیل به مجموعهای از بلورهای بهم چسبیده میشوند.
در توده برف، مقدار زیادی هوا در بین بلورهای یخ به دام افتاده است. ترکیب یخ و هوا موجب ایجاد مرزهای زیادی بین دو محیط با ضریب شکست متفاوت میشود که تاثیر زیادی بر رفتار نور دارد.
نور خورشید شامل طیفی از طولموجها است که مجموع آنها نور سفید را تشکیل میدهند. هنگامی که نور به برف میتابد، وارد شبکهای پیچیده از بلورهای یخ و حفرههای هوا میشود. در هر مرز بین هوا و یخ، بخشی از نور بازتاب و بخشی دیگر شکسته میشود.
این فرآیند به طور مکرر در توده برف انجام میشود و در نتیجه نور به جای عبور مستقیم، در جهات مختلف پراکنده میشود، که به این پدیده «پراکندگی چندگانه» گفته میشود.
برف به دلیل خاصیت خود، تقریباً همه طولموجهای نور مرئی را به طور یکسان پراکنده میکند. هیچ رنگی به طور قابل توجهی بیشتر از رنگهای دیگر جذب نمیشود. زمانی که همه رنگها با شدت مشابه به چشم انسان بازمیگردند، مغز آن را به عنوان رنگ سفید تفسیر میکند.
به همین دلیل، برف تازه و تمیز معمولاً بسیار روشن به نظر میرسد. این موضوع مشابه رفتار مواد دیگری مانند نمک و شکر یا ابرها است.
از طرف دیگر، یخ شفاف مانند یخ در قالب یا دریاچههای یخزده ساختار یکنواختتری داراست که نور بدون انحراف بیشتری عبور میکند. اما در برف، وجود بلورهای مجزا و هوای محبوسشده، نور را به شدت پراکنده میکند.
چشم انسان رنگها را بر اساس نور بازتابشده تشخیص میدهد. رنگ سفید زمانی دیده میشود که گیرندههای نوری چشم به طور مساوی تحریک شوند. از آنجایی که برف بیشتر نور مرئی را بدون ترجیح خاصی بازتاب میدهد، سیستم بینایی آن را سفید تشخیص میدهد. بنابراین، در نور غروب یا طلوع خورشید، که طیف نوری تغییر میکند، برف ممکن است رنگهای دیگری نیز به خود بگیرد.
در نهایت، برف به دلیل ساختار فیزیکی خاص خود که شامل بلورهای یخ و هوای به دام افتاده است، سفید به نظر میرسد. این ساختار موجب میشود که نور خورشید به طور یکنواخت پراکنده شود و به همین دلیل، سفیدی برف نتیجه مستقیم تعامل نور با ساختار آن است.
