米爸讲科学 | 为什么水是透明的，大海却是蓝色的，雪是白色的

其实海水和我们平常常见的自来水一样，都是透明的，因为反射的原因，导致我们看到的是蓝色的海水。

一种说法就是物理学角度，海水其实就是我们平常见到的水一样都是无色透明的，那么为什么会映入眼帘的是蓝色呢。分析得到我们看到的任何颜色都是物体反射到我们眼睛里面的，物体反射什么颜色我们认为它就是什么颜色，但是有句话说得好，眼睛看到的不一定就是真实的，也许会有偏差。

既然海水是透明的，那么它又是反射谁的颜色呢，在地球上，万物的光芒都来自太阳老大，简单来看，太阳光一共也是分七种颜色，黄、橙、蓝、绿、青、红、紫，当太阳的光线照耀到海面的时候，波长较长的红光和橙光就速度比较快，被海洋里面的生物所吸收。

而对于波长比较短的蓝光紫光而言，他们的速度稍微慢一些，一小部分也是可以被海洋里面的生物吸收，但是大部分还是被海面还有生物发射出来，所以在很远的距离去观望海洋的时候，海洋会呈现淡淡的蓝色，另外就是在一些比较深的海洋那里，看到的蓝色应该会更加深，那是因为越深的海洋，反射的蓝光也就越多。

还有一种观点来自我们的小学生，他们说天空那么蓝，海水呢，在太阳下面，日久天长，所以就被天空的颜色感染了，越大的海洋，由于面积太大，积累的多了，所以看起来是非常的蓝，或许在他们看来，来自太阳的东西，一切都是馈赠的，毕竟我们人类也是这么认为的。

水虽然是无色的，但是大海却是蓝色的，这是因为我们人眼能够观测到的可见光被大海一层一层的吸收了。根据不同的波长，最后只有蓝色的可见光能够被我们所看到。所以大海的确是透明的，我们看到的大海不仅是蓝色的，还有黑色、白色、黄色和红色，可以说是五彩缤纷。众所周知，阳光由七种可见光组成：红色、橙色、黄色、绿色、绿色、蓝色和紫色。这七种颜色的波长不同，不同的波长会被不同深度的海水吸收。

因此，红光，橙光和黄光，的光波较长，在射入海洋后随着海洋深度的增加而逐渐被吸收。然而，波长较短的蓝色和绿色光束在遇到海水分子或其他悬浮在海洋中的微小漂浮物时，会散射并反射到四周。特别是，海洋吸收的蓝光更少，反射的更多。海水越深，蓝光越会被折回水面，所以我们看到的海洋是蓝色的。

此外，紫光实际上有最短的波长和最强的反射，但海水不是紫色的。科学家进行的实验证明，人类的眼睛对颜色有偏见(这只锅确实需要人的眼睛和背部)。因为人眼对紫光的感知非常微弱，所以它对海水反射的紫色视而不见。此外，影响海水颜色的因素包括悬浮物、离子、浮游生物等。

像红海，一样，红海被染成红色是因为海洋中的红棕色海藻一年到头都在繁殖。北冰洋，还有白海，那里的海水是白色的，因为常年冰雪覆盖，有机物含量低。此外，由于黑海上下海水之间形成了密度跃层(即海水表面和深层海水之间的密度差非常大)，上下水层之间的水交换受到严重阻碍。大量污泥堆积在海底，黑海地区有许多风暴和霾。当大海掀起巨浪时，天已经完全黑了。

海洋是神秘的，而且海洋给我们一贯的感受就是非常的蓝，而且这个蓝色让我们感觉到非常的治愈。但其实海水和我们平常在家里面接触到的这些人都是平常透明的，为什么海水就是蓝色的呢？

蓝色给人感觉就是一种神秘感，所以就不免有人好奇，海水的蓝色到底是从何而来的呢？那么这都是因为海水与太阳的相互作用，也就是反射和吸收之间的一个作用力。我们都知道，光是有七种颜色的红橙黄绿青蓝紫，但是光里面有七种颜色，为什么到海面上反映出来的大多只有蓝色呢？

其实这都是因为光的波长，光在照射的过程当中，是会被物质所吸收的，那么波长最长的话是红色和橙色。那么这两个颜色的光是可以穿过水面，然后到水底下被其他东西所吸收掉。但是蓝色的话，它的波长最短，所以一般在到达海洋表面的时候就被散开掉了，那么他反射到我们眼睛里面的就是蓝色。是因为他在光的七种颜色当中，它的波长最短，是不能透过水面被其他物质所吸收的，所以我们能够看到的是蓝色。

其实在太阳好的时候，大多看到的都是蓝色，但在天气不好的时候，我们还会看到其它颜色，就像是绿色或者是更深的颜色。那么这一个就是受光线的影响，折射到海洋里它就是呈现蓝色，是因为海水与太阳的反射与吸收，那么当太阳的光线发生变化的时候，所呈现出的颜色也是可能会有变化的。其实我们最常见的是蓝色和绿色，蓝色是在天气非常好的时候呈现的一种颜色，还有就是绿色也会时常出现。最多的还是蓝色，那么在天气不好，甚至是阴雨天的时候，没有什么阳光照射下来，所以海水的表面其实就会变成非常的浑浊。

在可见光范围内，水分子对于光线的吸收几乎可以忽略不计，这就是为什么水和冰呈现透明的状态。但是，如果我们的眼睛像蝙蝠一样能看见红外线，那么水和冰就并非是透明的了。然而实际上，即便水分子对可见光的吸收微乎其微，水分子间的氢键还是会更多吸收红色光谱方向的光线，从而使蓝色光谱方向的光线更多显现，所以，海洋和一些巨大的冰块才会呈现蓝色。很多人错误地将海洋和冰川的蓝色归结为蓝天的反射，其实两者并没有一毛钱关系。再就是散射，材料中的散射主要来自于界面。宏观的冰是一种多晶，X射线衍射表明冰是属于六方晶系的晶体，不同取向的晶粒之间的晶界以及冰晶中的杂质和气泡形成的界面都会或多或少地散射掉一部分入射光线，所以一般来说。同理，如果你用力敲击一块冰的表面而引入细小裂纹，这些大量的界面会严重散射掉光线。雪花，是在空气中由水蒸气直接凝华形成的一种层片状材料（下图），每一片雪花都是由成百上千个随机取向的微小冰晶构成的，冰晶之间存在大量界面，射入的光线被界面不停地无差别散射最终返回观察者的眼睛，所以呈现洁白的颜色。首先，光是电磁波，我们看到的颜色是由电磁波的波长决定的。事实上并没有颜色，颜色是一种幻觉，频率才是事实。混合光穿过物质会被吸收一部分波长的光，剩下反射和折射的波长就是我们看到的所谓“颜色”。（注意白色也是不存在的，我们只有红蓝绿三色感受器，白色是所有感受器同时起效的结果，也就是说白色是混合光。）

冰是相对透明的，空气也是相对透明的，但两者交界起来，就不透明，这本质上是由于介质折射率不同造成的。我们试图配置透明土时，在前人基础上做过一个实验。用熔融石英砂和溴化钙溶液进行配置。当把熔融石英砂放在水中时，其呈现为白色。而溴化钙溶液随着浓度变化，折射率是会改变的～将不同浓度溴化钙溶液与石英砂混合，可以观察到不同透明度的混合体～也就是说两种透明介质，如果折射率相同，那混合体也是透明的（前提是两者不发生反应），雪中有很多空隙，冰晶之间包裹了空气，光在不同透明介质中不断折射，因此呈现白色。

从这一点我们看冰，水，雪是一致的。从反射角看冰水雪几乎都是反射色光的本色，所以三者是同种物质。不同的是宏观结构的部分，由于雪的宏观结构是六角对称的无定型晶体，随机均匀分布，所以其反射面是各个方向均匀的，一束光进去就被散射到各个方向了，所以从所有正面或者侧面看都是入射色光的本来频率，所以所有方向都是白色（如果厚的话背面其实是黑色，因为没有光）。矿物条痕是矿物在无釉白色瓷板上摩擦时所留下的粉末痕迹。矿物擦碎成粉末后，可以消除假色，减弱他色，故矿物条痕的颜色较为固定。矿物条痕的颜色主要对于金属矿物具有鉴定意义。矿物的条痕是矿物粉末的颜色。一般是指矿物在白色无釉瓷板上划擦时留下的粉末的颜色。