刘大可先生 23-07-19 14:18
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一个在茶桌上与人打破僵局的谈资:茶杯里的水不是无色透明的,而是极淡的蓝色。

我们都知道,对于反射光的物体,它能反射什么颜色的可见光,它就是什么颜色;对于透明的物体,它能透过什么颜色的光,它就是什么颜色。
而如图1,那是液态水的吸收光谱,红色曲线位置位置越高,表示那种颜色的可见光越会被水吸收,无法透过。
你看,穿透水的可见光中,蓝紫光要多于红橙光,所以作为透明物体的水,是蓝色的。

但是纯水对红橙光的吸收非常不明显,这种蓝色极其淡,总要厚达两米以上才足够明显,比如图2那个海浪的照片。而我们日常接触的水体,比如一杯水、一碗水、一锅水、一缸水,就完全看不出这种蓝色,一游泳池的水才勉勉强强有些发青。所以在人类生活的尺度里,我们说“水是无色透明的”也没什么问题,但如果人类是一种巨大的生物,一个茶杯就有两米深,那我们就绝不会说水是无色透明的了。
*那些描写巨人的幻想故事似乎从来没有想到这一点。

另外,如图3的环礁潟湖,深浅不同的海水会显出不同的蓝色,这除了因为越深的水吸收红光越多,还因为越深的水瑞利散射越强烈——瑞利散射,是说原子和分子这样小的微粒能够把短波长的光子撞散,弥漫到各个方向去,其中一部分就会被你看到,让你感觉到蓝色,水越深,这个效果就越明显。
天空也是因为瑞利散射而变蓝的。
*瑞利散射与材料本身无关,而只与微粒的直径有关,所以瑞利散射造成的蓝色不能视为材料的颜色——我们可以说“天空与海洋因为瑞利散射而显蓝色”,但不能说“空气与水因为可以发生瑞利散射,所以是蓝色的”

突然想起来之前参观过大亚湾的中微子实验室,那里的超纯水有2000吨吧,全世界数得上的超级纯净的水,如图4,你看,超蓝的。

发布于 北京