为什么海水是蓝的,浪花却是白的

大家都知道,水是无色透明的,可是当你漫步海边,举目所及,见到的是蔚蓝色的海水和白色的浪花,这是为什么呢?

在大多数人眼里,太阳光是白色的,其实不然。太阳光由多种光组成,包括可见光和不可见的红外线和紫外线。如果将一束太阳光射入三棱镜,就能揭开庐山真面目:在我们眼前出现的是一道美丽的彩虹,从上到下依次是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。可见光的颜色是由它的波长决定的,红光波长最长,紫光波长最短。

太阳光通过三棱镜后

不同颜色的光在干净的海水中被吸收、折射和散射的程度不同。在海水中,波长较长的红光穿透力强,折射和散射程度低,所以容易被海水吸收;而波长较短的蓝光和紫光穿透力差,会产生更强烈的折射和散射。尽管海水看起来非常均匀,但仍存在密度分布不均的情况,因此不同颜色的光在海水中就会发生散射现象。散射的光能量与波长的四次方成反比。因此,波长更短的蓝光和紫光容易被散射,到达我们眼中。太阳光射入海水经过散射后,到达我们眼中的红光大约只有紫光的1/12。由于人的眼睛对紫光不敏感,而对波长稍长的蓝光比较敏感,于是,我们所见到的海洋就呈现出一片蔚蓝色或深蓝色了。

而浪花的情况则不同。浪花主要是由泡沫和一些小水珠组成,泡沫的表面是水膜,小水珠则像一面面小棱镜。当光线照在浪花上时,会发生三件事情:首先,受到浪花的反射。组成浪花的泡沫和水珠的表面对各种颜色的光反射机会几乎是均等的,不是选择反射。其次,光线受到泡沫和水珠的散射。和微小的水分子相比,泡沫和水珠是“大粒子”,大粒子散射时,散射光强与波长的关系不明显。照上去是白光,回到我们眼中还是白光。第三,像三棱镜般的小水珠对光线的折射。这似乎会出现图中那样的七色彩虹,但是由于光线经过了无数水珠折射以后,会从不同方向到达我们眼睛,眼睛接收到的是七彩光的混合体,因此看到的仍是一片白色的浪花。

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