“乱石穿空,惊涛拍岸,卷起千堆雪……”这是北宋文豪苏轼的传世名篇《念奴娇·赤壁怀古》中的名句,这里所说的“雪”当然不是真正的雪,而是江水拍打在江边乱石上溅起的浪花,因为看上去是白色,所以被苏轼比喻为“雪”。可我们都知道水是无色透明的,那么,浪花为什么是白色的呢?
同学们在生活中有没有失手打碎过玻璃杯呢?玻璃杯和水一样都是无色透明的,但它被打碎后,我们把碎玻璃扫在一起时,会发现堆在一起的玻璃渣是晶白的一片。玻璃越碎小,白色就越明显。这是因为玻璃和水等透明物体除了能透过光线外,也能反射一部分光线,许多碎玻璃堆在一起时,层层叠叠的不规则玻璃渣就会把光线折射出去。光线在碎玻璃堆之中经过多次折射后,会从不同的方向再次折射或漫射出去,这种光线到达我们眼睛里,就使得碎玻璃呈现出白色。同样的道理,浪花乃至雪花等,也是由于内部结构复杂,使光线产生了这种变化,所以看上去是白色的。
水是透明、无色的,但为什么海中的浪花却是白色的?
水质相同时,不同深度的水呈现不同颜色,是因为水对光线有散射、折射、反射作用,水越深,深层的水散射折射效果就越低,因此呈现深颜色,很多深色的水人是不能轻易进去的,会很危险。
海水应该是紫色和蓝色的共同体,但呈现蓝色
选择吸收是物体呈现颜色的主要原因。在一定的波长范围内,若物质对通过它的各种波长的光都作等量(指能量)吸收,且吸收量很小,则称这种物质为一般吸收;若物质吸收某种波长的光能比较显著,则称这种物质具有选择吸收性。太阳光照射到海面时,一部分光被反射回来,另一部分光折射进入水中。进入水中的光线在传播过程中会被水吸收。水对光的吸收与光的波长有关,即水具有选择吸收性。水对波长较长的光吸收显著,对波长较短的吸收不明显。红光、橙光和黄光在不同的深度时均被吸收了,并使海水的温度升高。到一定的深度绿光也被吸收了。而波长较短的蓝光和紫光遇到水分子或其他微粒会四面散开,或反射回来。所以当海水明净清澈时,目光中被海水吸收最少的蓝光和紫光就反射和散射到我们眼里,我们看见的大海就呈现出蓝色。
人们自然会提出这样一个问题,紫光波长最短,散射和反射应当最强烈,为什么海水不带紫色呢?实验表明,人眼对紫光很不敏感,因此对海水反射的紫光视而不见。所以海水不呈现紫色,完全是因为人眼没有如实反映情况的缘故。
激起的浪花是薄薄的水杨花,因为质量轻,厚度小,因此可以完全吸收日光中的七种颜色,混合后呈现白色。加之激起浪花中有一部分的白色泡沫,因此看上去就呈现乳白的感觉,其实主要是人类的眼睛比较低级,在其他视觉动物眼中,浪花也许是五颜六色的也说不定。