Rasakan mengapa salju berwarna putih. Mengapa salju berwarna putih? Apa itu salju

Pertanyaan mengapa salju berwarna putih sudah tidak asing lagi bagi setiap orang sejak kecil. Namun tidak semua anak-anak, bahkan orang dewasa, mengetahui jawaban yang benar mengapa kepingan salju kecil berwarna biru atau hijau. Semua orang tahu bahwa salju adalah air beku, atau lebih tepatnya es. Namun karena es bersifat transparan dan mampu mentransmisikan cahaya melaluinya, mengapa tumpukan salju yang menutupi tanah jauh dari buram, namun memiliki warna yang sangat berbeda?

Pada abad-abad yang lalu, ketika belum ada teknologi maju yang memungkinkan mempelajari semua proses alam, para ilmuwan bergumul dengan pertanyaan mengapa salju berwarna putih. Namun jawabannya tidak pernah ditemukan. Hanya ketika seluruh proses penciptaan salju dari awal hingga akhir menjadi jelas, beberapa tebakan tentang “selubung seputih salju” muncul.

Semuanya dimulai dengan fakta bahwa di bawah pengaruh hangatnya sinar matahari, air dari sungai, danau, dan laut berubah menjadi uap dan naik tinggi ke lapisan atmosfer di mana lapisan es mendominasi. Uap, pada gilirannya, yang memiliki sifat air cair, karena suhu di bawah nol yang tinggi, mulai mengeras dan berubah menjadi kristal es. Ini adalah kepingan salju yang siap jatuh ke tanah seiring waktu. Umumnya, di tempat yang hangat, bongkahan es berjatuhan dalam bentuk presipitasi basah, mencair saat masih di udara.

Bagaimana salju terbentuk sekarang sudah jelas, tetapi mengapa ketika jatuh ke tanah tiba-tiba berubah menjadi putih?

Pertanyaan ini relevan, karena kepingan salju, ketika masih di udara, memiliki sifat yang sama dalam mentransmisikan cahaya seperti es. Namun satu hal yang tidak boleh dilupakan: tepi lensa terletak pada sudut yang kacau, yang secara acak membiaskan sinar matahari, dan tidak menyerapnya, tetapi meneruskannya lebih jauh. Dan ketika kepingan salju berkumpul menjadi “selimut seputih salju”, sinar matahari, yang membias dari satu kepingan salju ke kepingan salju lainnya, melewati seluruh penutup. Banyak sinar yang dipantulkan ke mata kita, itulah sebabnya seringkali ketika melihat salju kita harus menyipitkan mata. Sinar matahari terlalu terang untuk dilihat oleh mata yang tidak terlindungi.

Namun tidak sepenuhnya benar menanyakan mengapa salju berwarna putih, karena tidak selalu “bersih”. Orang-orang melihatnya seperti ini hanya ketika sinar matahari menyinari dirinya. Misalnya, saat matahari terbenam, warnanya mungkin berubah menjadi merah muda, dan jika terkena cahaya lentera kuning, warnanya mungkin agak keabu-abuan, seperti saat cuaca mendung.

Perubahan warna salju juga mungkin terjadi di lapisan udara, saat kepingan salju baru saja mulai “jatuh ke tanah”. Misalnya berbagai serbuk sari dari pohon dan bunga, debu dari tanah gersang yang naik dan bertemu butiran salju di arus udara. Jika salju seperti itu tidak sempat mencair dan tetap tertutup lapisan kecil, maka warnanya pasti akan memiliki corak yang berbeda. Dalam kondisi seperti ini, menanyakan mengapa salju berwarna putih tidak tepat.

Namun, kepingan salju bukan sekadar bongkahan es yang beterbangan ke bawah secara kacau, yang karena alasan yang tidak diketahui memutuskan untuk menutupi tanah dengan “selimut putih”.

Sifat utama salju adalah melindungi bumi dari hawa dingin dengan cara menutupinya dengan selimut tebal. Ya, ya, menghangatkan dan menjaga tanaman dan tanah dari pembekuan tampaknya merupakan sebuah paradoks, tetapi ini benar. Ia memiliki konduktivitas termal yang buruk, sehingga mampu menahan panas yang keluar dari tanah dan menciptakan “bantalan termal”. Bukan tanpa alasan iglo dibangun oleh penduduk di ujung utara. Es, seperti salju, menahan panas dengan baik, menciptakan kondisi unik yang menguntungkan bagi kehidupan.

Anda tidak boleh melupakan fakta bahwa ukuran kepingan salju bergantung pada kondisi cuaca di luar jendela. Jika suhunya cukup dingin, serpihan esnya berukuran kecil, hampir tidak terlihat. Namun jika matahari bersinar dan udara tidak begitu dingin, maka ukuran kepingan salju bisa mencapai beberapa sentimeter. Jadi, pada tahun 1944, “butiran es” setinggi sepuluh sentimeter jatuh di Moskow.

Ksyusha kita telah menjadi menyebalkan. Dan ibu dan ayah menjadi ensiklopedia mini berjalan. Oleh karena itu, untuk membantu orang tua dari anak-anak tersebut, kami memutuskan untuk membuat bagian baru “” dan mempublikasikan jawaban atas pertanyaan paling umum anak-anak di dalamnya. Kami akan mencoba menyesuaikan semua jawaban semaksimal mungkin untuk anak-anak prasekolah, sehingga lebih mudah bagi orang tua untuk menjelaskan kepada mereka hukum alam yang kompleks.

Sekarang musim dingin dan oleh karena itu, tentu saja, pertanyaan tentang mengapa ada di TOP :) Itu sebabnya kami mempublikasikan jawaban kami atas pertanyaan paling bersalju.

Apa itu salju?

Kepingan salju terbentuk dengan cara yang sama seperti tetesan hujan: air menguap dari laut dan samudera dan naik ke langit, lalu mendingin dan terkumpul menjadi tetesan. Saat cuaca sangat dingin, tetesan air membeku menjadi kristal es. Mereka jatuh ke tanah dalam bentuk salju. Salju yang mencair menguap atau mengalir ke sungai, dari sana ia kembali memulai perjalanannya ke langit.

Mengapa salju berwarna putih?

Jika butiran salju dan butiran salju memiliki sifat yang sama, lalu mengapa tetesan tersebut transparan dan kepingan salju tersebut berwarna putih? Faktanya adalah bahwa setiap kepingan salju itu sendiri transparan, tetapi bersama-sama mereka jatuh ke tanah dengan cara yang kacau dan membentuk massa yang longgar. Kepingan salju terletak satu sama lain pada sudut yang berbeda. Sinar matahari pertama-tama dipantulkan di satu kepingan salju, lalu di kepingan salju lainnya, dan seterusnya, hingga diarahkan ke belakang. Ternyata salju memantulkan sinar matahari sepenuhnya, dan karena sinar matahari berwarna putih, maka salju pun berwarna putih. Jika sinar matahari kita berwarna kuning dan merah, maka salju juga akan berwarna kuning atau merah. Saat matahari terbenam atau terbit, saat kita melihat sinar matahari berwarna merah jambu, salju pun ikut berubah warna menjadi merah muda.

Mengapa salju dan es mencair karena garam?

Salju dan es adalah air yang membeku (menjadi padat) pada suhu 0 derajat Celcius. Jika Anda menambahkan garam ke dalam air, Anda mendapatkan larutan garam yang membeku pada suhu di bawah 0. Jika Anda menaburkan es atau salju dengan garam, kami akan membuatnya meleleh, karena garam larut dalam air dan menurunkan titik bekunya.

Pertama, es di sekitar kristal garam akan mencair, dan kemudian proses pencairan akan menyebar lebih jauh dari titik ini.

Salju manakah yang lebih cepat mencair?

Salju kotor mencair lebih cepat karena:

1. Ada juga garam di dalam lumpur yang mempercepat proses pencairan salju.
2. Lumpur biasanya berwarna gelap, yang berarti menyerap sinar matahari dan akibatnya cepat memanas, menghangatkan salju setelahnya.

Apakah mungkin makan salju?

Salju cenderung mengumpulkan debu. Debu kota, selain kotoran dan bakteri alami biasa, juga banyak mengandung logam berat dan zat beracun lainnya yang sangat berbahaya bagi manusia. Dengan memakan salju, seseorang menyerap semua zat beracun tersebut dan membahayakan nyawanya.

Jauh di pegunungan, salju murni turun tanpa kotoran berbahaya, tetapi air seperti itu juga tidak menyehatkan tubuh, karena tidak mengandung garam terpenting yang biasanya ditemukan dalam air minum. Kesimpulannya hanya satu: makan salju tidak hanya tidak sehat, tapi juga berbahaya bagi kesehatan.

Apakah ada kepingan salju serupa di dunia?

Lebih dari seratus tahun yang lalu, ketika kamera pertama kali muncul, seorang pria yang dijuluki “Snezhika” memutuskan untuk memotret kepingan salju di bawah mikroskop. Dia mengambil 5.000 gambar, tetapi tidak ada satu pun pola kepingan salju yang terulang. Bertahun-tahun telah berlalu, dan para ilmuwan masih memperdebatkan apakah ada kepingan salju yang identik. Mereka bahkan menciptakan 2 kepingan salju kembar di laboratorium mereka, namun hal ini tetap tidak mengakhiri perselisihan mereka. Setelah memulai penelitian lain, para ilmuwan sampai pada kesimpulan bahwa kepingan salju mungkin berbeda tidak hanya dalam pola luarnya, tetapi juga dalam struktur internalnya. Artinya, meskipun tampilan kepingan salju sama, kemungkinan besar struktur internalnya masih berbeda.

Pernahkah Anda bertanya-tanya mengapa salju berwarna putih? Lagi pula, ketika salju mencair, ia berubah menjadi air, dan airnya jernih. Mengapa salju berwarna putih?

Sedikit tentang warna

Benda yang berbeda memiliki warna yang berbeda. Cahaya tampak dari Matahari atau sumber cahaya lainnya terdiri dari banyak panjang gelombang. Mata kita melihat panjang gelombang yang berbeda sebagai warna yang berbeda.

Benda yang berbeda mempunyai warna yang berbeda karena partikel individu (molekul dan atom) yang menyusun benda tersebut mempunyai frekuensi getaran yang berbeda.

Ketika cahaya berinteraksi dengan suatu objek, panjang gelombang yang dipantulkan atau diserap oleh objek tersebut menentukan warna apa yang dilihat mata kita. Ketika suatu benda memantulkan seluruh panjang gelombang cahaya Matahari yang berada dalam spektrum tampak, maka benda tersebut tampak berwarna putih.

Saat kita melihat truk pemadam kebakaran, warnanya merah karena cat di atasnya memantulkan panjang gelombang tertentu di wilayah merah spektrum tampak dan menyerap panjang gelombang lainnya.

Kalau kita lihat airnya bening. Ini berarti bahwa panjang gelombang cahaya melewatinya daripada dipantulkan kembali ke mata Anda.

Jika Anda melihat satu kepingan salju, ia juga hampir transparan. Tetapi ketika kita melihat salju, yaitu kumpulan kepingan salju yang besar, maka semua cahaya dipantulkan dan tidak melewatinya. Dan kita melihat salju berwarna putih.

Faktor kuncinya di sini adalah cara cahaya berinteraksi dengan massa kepingan salju kompleks dan udara yang membentuk salju. Kepingan salju memiliki bentuk yang kompleks dan bervariasi. Ketika cahaya mengenai kepingan salju (kristal es), ia bertemu dengan sebuah tikungan dan mengenai kristal es lainnya, lalu kristal es lainnya, dan seterusnya. Proses ini berlanjut hingga cahaya memantulkan salju dan tidak langsung menembusnya ke tanah.

Jika ada kotoran di salju, maka sebagian gelombang akan terserap, dan kita akan melihat kotoran tersebut. Namun jika saljunya masih segar, maka sebagian besar gelombang cahaya pada akhirnya akan dipantulkan dan kita akan melihat salju seputih salju.

Anda mungkin telah memperhatikan bahwa terkadang salju juga memiliki warna kebiruan atau biru. Salju berwarna putih ketika cahaya hanya dipantulkan beberapa kali oleh kristal es tanpa menembus terlalu dalam ke dalam salju. Jika kita melihat tumpukan kecil salju, maka akan tampak putih karena hampir seluruh cahaya tampak dipantulkan.

Situasinya berbeda dengan cahaya yang tidak dipantulkan, tetapi menembus ke dalam salju. Saat cahaya ini menembus salju, kristal es menyebarkan sejumlah besar cahaya. Semakin dalam cahaya menembus, semakin banyak hamburan yang terjadi.

Kita melihat cahaya dari lapisan atas (sampai sekitar 1 cm), sedangkan di lapisan bawah cahaya dihamburkan dan diserap. Untuk cahaya yang menembus lebih dalam, panjang gelombang yang lebih panjang pada ujung merah spektrum cahaya diserap, meninggalkan panjang gelombang yang lebih pendek pada ujung biru spektrum yang dipantulkan kembali untuk kita lihat.

Dapat dikatakan bahwa cahaya biru paling mudah merambat melalui es. Penting untuk dipahami di sini bahwa seleksi spektral dikaitkan dengan penyerapan, bukan refleksi, seperti yang kadang-kadang dianggap.

Dalam hal ini, kita dapat berbicara tentang salju sebagai filter yang memungkinkan atau tidak membiarkan warna berbeda melewatinya. Jika kita memiliki lapisan salju setebal satu sentimeter, maka semua cahaya melewatinya. Jika tingginya satu meter atau lebih, maka hanya cahaya biru yang akan melewatinya (menyebar ke dalamnya). Sebuah analogi dapat dibuat dengan secangkir kopi. Saat kita pertama kali menuangkannya, warnanya terang; semakin banyak, semakin gelap jadinya.

Salju membuat musim dingin menjadi putih, seolah menyembunyikan kegelapan dan kotoran musim gugur, itulah sebabnya salju membawa begitu banyak kegembiraan. Anak-anak terutama menyukainya. Bagi mereka, salju adalah salah satu kesenangan utama musim dingin. Anak-anak membuat benteng dan manusia salju, bermain ski dan kereta luncur di atasnya, atau sekadar berkubang di dalamnya selama berjam-jam tanpa tujuan yang jelas. Tidak mengherankan jika ada saatnya anak-anak mulai bertanya kepada orang tuanya mengapa salju berwarna putih.

Sifat cahaya dan perannya

Untuk menjawab pertanyaan ini secara komprehensif dan jelas, orang dewasa harus memiliki pengetahuan tentang cahaya, persepsi warna, dan salju. Tapi kita harus mulai dengan cahaya tampak. Segala sesuatu di sekitarnya dipenuhi gelombang elektromagnetik, tetapi manusia hanya dapat melihat sebagian kecil saja. Bagian spektrum yang terlihat terdiri dari gelombang dengan panjang 550 hingga 630 nanometer.

Apa pun di luar spektrum sempit ini tetap tidak terlihat oleh mata manusia. Benar, gelombang bisa dirasakan oleh indra lain, misalnya radiasi ultraviolet tidak bisa dilihat, tapi menghangatkan kulit bahkan bisa membakarnya jika terlalu lama berada di pantai yang cerah.

Visi adalah anugerah alam yang tak ternilai harganya, berkat itu orang memiliki kesempatan untuk menciptakan gambaran keberadaan yang stabil dan memahami dunia. Namun, tanpa cahaya, penglihatan manusia menjadi alat yang tidak berguna. Hal ini mudah untuk ditunjukkan kepada anak Anda dengan masuk ke ruangan yang tidak memiliki jendela, misalnya kamar mandi. Saat lampu menyala, benda-benda di sekitar terlihat, warnanya dapat dibedakan. Namun begitu lampu padam, ruangan menjadi gelap gulita, segala benda dan warna tidak ada lagi untuk dilihat sampai mereka disinari kembali oleh matahari, api hidup, atau bola lampu listrik.

Fenomena alam sangat menarik minat anak-anak. Semua ibu dihadapkan pada pertanyaan sederhana mulai dari alasan kecil: “Mengapa salju berwarna putih dan es transparan?” Logikanya, salju adalah kumpulan kepingan salju terkompresi yang terdiri dari air. Airnya sendiri transparan, artinya salju tidak terlihat. Tapi semuanya terlihat berbeda. Saat mengucapkan kata salju, konsep seputih salju langsung muncul. Mari kita pertimbangkan dari sudut pandang fisika mengapa salju berwarna putih.

Misteri fisik

Kepingan salju terdiri dari kristal air mikroskopis. Apakah kita merasa tumpukan salju itu berwarna putih? Bagaimanapun, pelangi juga berwarna-warni, dan ini hanyalah ilusi optik. Salju tampak seputih salju bagi kita ketika sinar matahari menyinarinya. Tergantung pada kecerahan gelombang cahaya, warna salju dapat berupa:

• Biru;
• Abu-abu;
• Biru;
• Merah Jambu.

Misalnya, saat cuaca mendung di luar, salju tampak berwarna abu-abu atau biru, dan saat matahari terbenam tampak berwarna merah muda.

Memang benar salju berwarna putih justru karena sifat air. transparan - salju putih. Tumpukan salju terdiri dari miliaran kepingan salju, yang masing-masing merupakan senyawa kristal air. Sifat fisik utama air adalah kemampuannya menyerap sinar spektral merah dan inframerah. Ketika sinar melewati kristal, cahaya matahari tidak mentransmisikan warna-warna hangat dari spektrum, tetapi membiarkan warna-warna sejuk melewatinya. Inilah sebabnya mengapa warna salju berubah dari biru menjadi abu-abu.

Jika hilangnya warna spektral tidak terjadi, maka warna salju tampak putih.

Bagaimana dengan es?

Es juga merupakan air, hanya saja dalam keadaan agregasi yang berbeda. Lalu transparan dan tidak putih? Es adalah senyawa kristal. Kristalnya selalu transparan dan tidak peduli apakah itu es atau garam kristal. Balok es juga merupakan sejenis kristal, hanya saja ukurannya besar. Mari kita lakukan pemeriksaan mikroskopis terhadap es.

Kepingan salju di bawah mikroskop terlihat transparan dalam cahaya. Hal ini disebabkan kemurnian dan tidak adanya kotoran dan gelembung udara. Membiarkan sinar matahari masuk, es, seperti kepingan salju, juga akan menjadi transparan.

Tapi tumpukan salju adalah kumpulan kepingan salju kristal yang memantulkan sinar matahari. Jika permukaan kepingan salju benar-benar halus, maka saljunya akan transparan. Namun karena kepingan salju jatuh secara acak ke dalam tumpukan salju, cahaya dibiaskan pada sudut yang berbeda. Inilah yang memberi warna putih pada tumpukan salju. Tidak heran mereka mengatakan bahwa salju tampak putih menyilaukan. Pantulan sinar matahari membuat kita menyipitkan mata di tengah terangnya salju yang putih.

Jika kita membandingkan gumpalan es yang terapung dan tumpukan salju, maka sinarnya melewati es tanpa hambatan, dan dibiaskan dari salju. Jika Anda menghancurkan balok es, es itu akan berubah menjadi putih, karena kristal air tidak akan terkompresi menjadi satu kesatuan.

Sinar tersebut akan dibiaskan dan dipantulkan. Hal inilah yang menjelaskan fenomena fisik, salju berwarna putih dan es transparan. Omong-omong, ada kasus presipitasi berwarna yang diketahui. Karena kotoran kimia, salju memperoleh warna yang asing bagi mata kita.