لماذا الثلج الأبيض بالنظر إلى أن رقاقات الثلج واضحة؟

2024 مؤلف: Sherilyn Boyd | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 09:38

هذا الآن يقودنا إلى الماء ، الثلج والثلج. تكون المياه النقية واضحة تمامًا ، بمعنى أن الأطوال الموجية للضوء تمر بشكل أو بآخر عبرها ، بدلاً من الظهور مرة أخرى في مقل العيون. إن رقائق الثلج الفردية واضحة نوعا ما ، لكن تركيز كبير منها ينتهي بكونها بيضاء ، مما يعني أن كل الضوء ينعكس مرة أخرى ، بدلا من المرور عبرها مباشرة. إذن ماذا يعطي؟

المفتاح هنا هو الطريقة التي يتفاعل بها الضوء مع كتلة رقاقات الثلج المعقدة والمعروفة باسم الثلج. مثل الكثير من الماء ، ينحني الضوء عندما يدخل في قطعة من الجليد ، مما يجعل مكعبات الثلج أو جسيمات الثلج تظهر مظلمًا حتى عندما تكون مصنوعة من المياه النظيفة. رقائق الثلج الصغيرة ، أو البلورات الثلجية ، التي تشكل بنكًا ثلجيًا كل ضوء ينحني إلى حد ما يشبه مكعب الثلج ، وإن لم يكن بشكل موحد تمامًا بسبب الأشكال المتنوعة والمعقدة.

لذا عندما تقوم إحدى هذه التكوينات الكريستالية الجليدية الصغيرة بإضفاء الضوء على الضوء ، فإن هذا النور يصطدم في نهاية المطاف بكريستال جليدي آخر في كتل رقائق الثلج حيث ينحني أيضًا ، ثم آخر وآخر. تستمر العملية حتى ينعكس الضوء من الثلج ، بدلاً من المرور عبره مباشرة إلى الأرض. تملأ بعض الأطوال الموجية في الثلج ، أكثر عندما يتم إدخال شوائب مثل الأوساخ ، ولكن مع ثلج طازج ، فإن معظم موجات الضوء سوف تنعكس في النهاية ، وبالتالي سيبدو ضوء الشمس أبيض بالنسبة لك.

كل ما قيل ، ربما لاحظتم أن الثلج يمكن أن يبدو كذلك باللون الأزرق في الظروف المناسبة. يحدث المظهر الأبيض عندما يعكس الضوء بلورات الثلج فقط عددًا صغيرًا نسبيًا من المرات ، ولا يتغلغل كثيرًا في الثلج. ومع ذلك ، فإن الضوء الذي يتمكن من اختراق عمق أعمق في الثلج يميل إلى رؤية الأطوال الموجية الأطول ، الموجودة على الطرف الأحمر من الطيف اللوني ، يتم امتصاصها قليلاً ، تاركة أطوال الموجات الأقصر على الجانب الأزرق من الطيف لتنعكس مرة أخرى عند أنت.

إذن ما الذي يسمح للضوء أن يتغلغل بعمق أكثر في ثلوج معينة؟ كيف هو صغير. هذا في وقت واحد يدمج أكثر من الثلج في حزم أكبر من الجليد ويتخلص من الكثير من جيوب الهواء الصغيرة في الثلج ، مما يؤدي إلى الثلج الأبيض / الثلج الأزرق.

حقائق المكافأة:

• خلافا للاعتقاد الشائع ، إذا كنت تنظر إلى الشمس من الفضاء (ولن تدمر عينيك في هذه العملية) ، سترى أن الشمس تبدو بيضاء في الطيف المرئي البشري ، وليس صفراء كما تبدو عند النظر إلى من على سطح الأرض. يمكنك معرفة المزيد عن هذا هنا.
• الدببة القطبية تبدو بيضاء في الغالب لنفس السبب الذي يحدثه الثلج. فالفراء ليس أبيض في الواقع ، ولكنه يتكون من أنابيب جوفاء شبه شفافة. يسقط الضوء على الشعر ويتناثر حوله بطريقة مماثلة لرقائق الثلج ، وينعكس ذلك في النهاية مع القليل من الامتصاص ، مما يجعلها تبدو بيضاء. في الواقع ، الجلد الدب القطبي هو في الواقع أسود تماما. كان من المعتقد أن الجمع بين أنابيب شفافة من الشعر والجلد الأسود ساعد في إبقاء الدببة القطبية دافئة ، ولكن ثبت منذ ذلك الحين أنها غير صحيحة ، مع قيام الفراء بعمل مذهل يعكس كل الضوء. في الواقع ، في دراسة أجريت عام 1988 في جامعة سانت لورانس في نيويورك ، تبين أن خيوط الشباك القطبية ذات الخمس سنتيمترات فقط تمكن من إجراء 1 / 1000th من في المئة من الضوء فوق البنفسجي الموجه عبر أنبوب الشعر الشفاف.. ما يحافظ على دفء الدببة القطبية هو مزيج من طبقة سميكة من الدهون (تصل سماكتها إلى 4.5 بوصة في بعض الحالات) وفراءها الكثيف. ففهمهم ودهونهم فعال جدا كعازل يمكن بسهولة أن يصبحوا محموما في الهواء الطلق ، حتى في درجات الحرارة القاسية. وتسمح لهم طبقة الدهون أيضًا بالسباحة في المياه المتجمدة حيث لا يقوم فرائهم بأي شيء لحمايتهم من البرد ، وهذا هو السبب أيضًا في أن الدببة القطبية الأم تحاول تلافي أخذ أشبالها للسباحة حتى تكون قد بنت طبقة جيدة من الدهون. (بالمناسبة ، خلافا للاعتقاد الشائع ، لا يوجد فرق بين الفراء والشعر.)
• من أجل أن تعتبر العواصف الثلجية رسميا عاصفة ثلجية من قبل دائرة الأرصاد الجوية الوطنية ، يجب خفض الرؤية بسبب الثلوج (سواء كانت تسقط أو تنفجر حول الثلوج الأرضية) إلى أقل من ربع ميل ، يجب أن تهب الرياح في أكثر من 35 ميلاً في الساعة ، ويجب أن تستمر العاصفة ثلاث ساعات أو أكثر.
• وتحمل جامعة جورجتاون بولاية كولورادو حاليا الرقم القياسي العالمي لأكبر تساقط للثلوج في يوم واحد. في 4 ديسمبر 1913 ، تم دفن المدينة في 5.25 قدم من الثلج (حوالي 1.6 متر).
• يسمح سباق Iditarod Dog Sled Race الشهير للسلالات الشمالية فقط ، مثل Siberian Huskies و Alaskan Malamutes بالمشاركة ، وهي القاعدة التي جاءت بعد دخول منافس السباق مع القلطي الذي لم يتعامل مع الظروف بشكل جيد في نهاية المطاف.تحمي هذه القاعدة الكلاب التي لم يتم تربيتها للتعامل مع الطقس البارد القارس الذي عانى منه خلال السباق.
• سجل لأطول فترة من الوقت استغرق فريق تزلج الكلب لإنهاء Iditarod حاليا 32.5 يوما. وعادة ما يكمل الفائزون السباق في ثمانية إلى عشرة أيام. حصل آخر فريق تزلج على الكلاب لإنهاء إديتارود على جائزة Red Lantern. نشأت الجائزة مع سباق الفروسية الذي تم عقده عام 1953 والذي أقيم في أنكوراج بولاية ألاسكا ، وهو يشير إلى الفانوس المضاء بشكل تقليدي في بداية السباق ولم يتم إخماده حتى تجاوز الفريق الأخير خط النهاية.