为什么水是透明的?
对可见光无显著吸收,从而提高了银幕的白度.
水(化学式:H₂O)是由氢、氧两种元素组成的无机物,在常温常压下为无色无味的透明液体。
水,包括天然水(河流、湖泊、大气水、海水、地下水等);人工制水。水是地球上最常见的物质之一,是包括人类在内所有生命生存的重要资源,也是生物体最重要的组成部分。
水在生命演化中起到了重要的作用。人类很早就开始对水产生了认识,东西方古代朴素的物质观中都把水视为一种基本的组成元素,水是中国古代五行之一,西方古代的四元素说中也有水。
对于人来说,水是仅次于氧气的重要物质。在成人体内,60%的质量是水。儿童体内水的比重更大,可达近80%。如果一个人不吃饭,仅依靠自己体内贮存的营养物质或消耗自体组织,可以活上一个月。但是如果不喝水,连一周时间也很难度过。体内失水10%就威胁健康,如失水20%,就有生命危险,足可见水对生命的重要意义。
水还有治疗常见病的效果,比如:清晨一杯凉白开可治疗色斑;餐后半小时喝一些水,可以用来减肥;热水的按摩作用是强效的安神剂,可以缓解失眠;大口大口地喝水可以缓解便秘;睡前一杯水对心脏有好处;恶心的时候可以用盐水催吐。
简单说来,一种固体物质既不吸收也不散射光,那么这种物质看起来就是透明的。纯硅对光具有极强的吸收力:这是因为纯硅中的电子吸收了可见光而实现了能级跃迁。固体的电子结构可以解释为何金属闪闪发亮,纯净的金属之所以反射而非透射光,是因为其中充斥着大量的自由电子,而这些电子会将入射光再反向辐射出去,于是就挡住了那些想一直向前的光线,也就防止了透射。
在人的肉眼看来是均匀的材料,实际上是由许多很小的晶畴组成,这些晶畴间的边界被称作晶界,如果晶界间的距离比可见光的最短波长还小(换句话说,如果材料的折射率是均匀的,对光线透射并无阻碍),那么,这种物质看起来就是透明的。每个晶界都会散射通过它的光线;可是,如果晶畴足够小的话,光波实际上就可以从它们上面直接“跃”过去。
由二氧化硅和一些杂质组成的玻璃并不是真正的固体。更准确地说,它是一种过冷液体。玻璃内并没有晶界存在,因此它看上去是透明的。相比之下,固体二氧化硅(砂子)里则存在明显的晶界,因而它是不透明的。
水对于可见光中各种波长不同的光线(指红、橙、黄、绿、青、蓝、紫)散射作用(指光束在媒质中前进时,部分光线离原来方向而分散传播的现象)的强弱不同,对于波长短的(如绿、青、蓝等)其散射作用远比波长长的光(如红、橙色)的散射作用强。再加上散射作用的强弱与光程的长短也有关。在水层较浅时,可见光中各种波长的光几乎都能透过,散射作用也不显著。因此,水是无色透明的。
人们通常会这样回答:水是无色的,它是“透明的”“清澈的”;海水看起来是蓝色的,那是因为它反射了天空颜色的缘故。
这些看法是错误的。水是蓝色的,虽然颜色较为微弱,但确实是蓝色的。这点在大自然中就可以发现。无论是雪地里的深孔,还是冬天瀑布厚厚的冰层,你都可以看到,里面的水是蓝色的。你也可以挖一个够大够深的白色水池,向里面注满水,垂直看下去,你也会惊异地发现——里面的水是蓝色的。
既然水是微蓝色的,那么,怎么解释海水有时候会是醒目的蔚蓝色呢?这就需要提到海水的反射了。其实,海水呈蔚蓝色,这是天空反射作用的结果。在阴天,你就可以发现,海水的蓝色不是那么醒目了。
然而,水并不仅仅反射水面以上的光线,它也反射水面下的光线,水里面的杂质越多,它反射出的颜色就越杂。
在海洋和湖泊这些大型水体中,通常有着高度密集的微小浮游植物和藻类。在河流和池塘中,则多半含有高度密集的灰尘和其他固体悬浮物。
光在水底经这些水下物质的反射和散射,表现在水面上就形成了我们看到的各种颜色。这样一来,就可以解释为什么地中海有时在晴天却呈现亮绿色的原因了。