چرا دانه های برف سفید است

چرا دانه های برف سفید است

چرا برف سفید است برف همان آب یخ زده است و یخ همانطور که می دانید، رنگ ندارد. پس در این صورت، برف چرا سفید است؟ دلیل این موضوع آن است که هر دانه ی برف از تعداد بسیار زیادی بلورهای یخ تشکیل می شود....

چرا برف سفید است

برف همان آب یخ زده است و یخ همانطور که می دانید، رنگ ندارد. پس در این صورت، برف چرا سفید است؟ دلیل این موضوع آن است که هر دانه ی برف از تعداد بسیار زیادی بلورهای یخ تشکیل می شود. این بلورها سطوح بسیار زیادی دارند و آنچه که باعث می شود برف، سفید به نظر برسد، بازتاب نور از تمامی این سطوح است.

برف زمانی تشکیل می شود که بخار آب در اتمسفر زمین منجمد گردد. با منجمد شدن بخار آب، بلورهای روشن و شفافی به وجود می آیند. جریان باد، این بلورها را در اتمسفر زمین بالا و پایین می برد. بلورها به تدریج ذرات بسیار ریزی را که در ابرها هستند، جذب می کنند و زمانی که گروهی از بلورهای یخ به اندازه ی کافی بزرگ شدند، به صورت دانه های برف به طرف زمین شناور می شوند.

بلورهایی که در کنار یکدیگر قرار می گیرند و تشکیل دانه های برف را می دهند، همیشه آرایش مخصوص به خود را دارند. این بلورها یا به شکل ستاره های شش پر هستند یا به شکل صفحه های نازکی شبیه به یک شش ضلعی. هر کدام از یال های ستاره ی شش پر مورد بحث دقیقاً و بطور کامل مانند بقیه ی یال های ستاره است.

جالب است بدانید با اینکه تمام یال ها و شاخه های دانه ی برف هم شکل هستند، ولی تا به حال حتی دو دانه ی برف پیدا نشده است که دقیقاً مثل یکدیگر باشند.

انسان برف را همیشه به رنگ سفید در ذهن خود مجسم می کند ولی مواقعی هم برف رنگی از آسمان باریده است. یکی از این مواقع، گزارشی است که چارلز داروین (طبیعی دان انگلیسی قرن نوزدهم میلادی) از خود بر جای گذاشته است. داروین در جریان یکی از سفرهای علمی خود متوجه شد که سم قاطرهایی که بارها و وسایل وی را حمل می کردند، پس از مدتی راه رفتن روی برف ها کم کم قرمز می شود. قرمزی برف در نتیجه ی وجود گیاهان بسیار ریزی بود که جلبک نامیده می شوند و در جریان به وجود آمدن برف، در اتمسفر زمین پراکنده بوده اند.

owj seda

دانه های برف دقیقا چه هستند؟

دانه های برف کریستال هایی از یخ هستند. کریستال یا بلور، ماده ای است که مولکول های سازنده ی آن به شیوه ی خاصی آرایش یافته اند که به آن شبکه ی بلوری می‌گویند. مولکول های آب در یخ، شبکه ای شش گوشه تشکیل می‌دهند که عکس آن ها را در این جا می‌بینید. هر گلوله ی قرمز نماینده یک اتم اکسیژن است و هر میله ی خاکستری دو اتم هیدروژن را نشان می‌دهد.

در ازای هر اکسیژن دو هیدروژن وجود دارد که همان ساختمان معمول H2O است.

البته باید توجه کرد که برف، قطرات یخ زده ی باران نیست. قطرات یخ زده باران، الگوی پیچیده و منظم دانه های برف را ندارند. بلورهای برف از تراکم مستقیم بخار آب به یخ، تشکیل می‌شوند، این فرآیند در ابرها روی می‌دهد. الگوی زیبای دانه های برف با رشد شبکه ی بلوری به وجود می‌آید.

owj seda

چه چیزی باعث ایجاد رنگ می‌شود؟

برای این که متوجه شویم که این سفیدی از کجا آب می‌خورد باید ابتدا بدانیم چرا چیز‌های متفاوت رنگ‌های متفاوتی دارند و قضیه‌ی این گوناگونی رنگ‌ها چیست. نور مرئی از یک سری نورها با فرکانس‌های متفاوتی تشکیل شده است و زمانی که ما چیزی را به رنگ خاصی می‌بینیم در اصل چشم ما آن فرکانس را یافته است.

اجسام متفاوت دارای رنگ‌های متفاوتی هستند، چون هر ذره‌ی مخصوص باعث می شود که جسمی که از آن  ساخته شده است دارای فرکانس ارتعاشی متفاوتی شود. پس وقتی که به یک جسم نور تابیده می‌شود، انرژی آن توسط مولکول‌ها و اتم‌های آن جسم مقدار معینی از انرژی نورانی را جذب می‌کنند. پس تفاوت رنگ اجسام به دلیل تفاوت انرژی جذب شده‌ی هر کدام از آن‌ها از انرژی نورانی تابیده شده می‌باشد.

حالا نوبت به برف است؛ برف آب یخ‌ زده‌ای است و در ضمن همه‌ی ما می‌دانیم که آب یخ زده شفاف و بی‌رنگ است، پس این رنگ سفید از کجا آمده است؟ در اصل یخ شفاف نیست بلکه نیمه‌شفاف است و این بدین معناست که نور مستقیما از همان مسیری که وارد می‌شود (موازی آن) خارج نمی‌شود. این اتفاق به دلیل فعل‌وانفعالاتی است که فوتون‌ها (ذرات تشکیل‌دهنده نور) با مولکول‌های یخ انجام می‌دهند. در نتیجه نور وارد شده به یخ در جهت متفاوتی از مسیر اولیه‌ی خود از یخ خارج می‌شود. برف هم کریستال‌های یخ منظم به هم‌چسبیده‌ای است که وقتی نور وارد آن می‌شود توسط لایه‌ی کریستالی اولیه جهت آن تغییر می‌کند، این اتفاق در لایه‌های بعدی نیز اتفاق می‌افتد و در پایان باعث می‌شود که نور وارد شده کاملا به عقب بازتاب شود. این عمل را کریستال برف بر تمام فرکانس‌های مختلف نور مرئی انجام می‌دهد که باعث می‌شود نور ترکیب شده از تمام فرکانس‌ها به چشم ما بازتاب شود. ترکیب تمام فرکانس‌های نور مرئی همان رنگ سفیدی است که ما می‌بینیم. این اتفاق را می‌توان دلیلی برای آفتاب سوختگی شدیدی که در هنگام مجاورت با برف ایجاد می‌شود (مثلا در اسکی) دانست. پس نتیجه‌ی پایانی که ما می‌بینیم همان برف سفید است.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

تمام حقوق برای مجله اوج صدا محفوظ است