在物理上为什么水越深颜色越深
- 教育综合
- 2024-08-25 12:59:55
水的深度和颜色的关系?
如果只考虑瑞利散射的作用,我们从水面上应该是看到了不同深度水体散射所造成的叠加效果:当水的深度较浅的时候,水呈现蓝色。当水的深度加深之后,水仍然呈现蓝色,但严格来说蓝的程度应该是减弱了,因为深层的水不如浅层的水那么蓝。考虑到深层的水所呈现散射光的强度也会减弱,所以对总体叠加效果的影响很小,我们可能不会看出来水的蓝色的程度减弱。但至少,随着水深度的增加,水的蓝色程度不应该是加强的。
这与我们实际所观察到的水的蓝色程度随水的深度增加而增加的现象不符!
所以,我认为在“水的蓝色程度随深度增加而增加”这个现象中,起主要作用的应是水对可见光的吸收(absorption)。由于水是透明的,所以水对可见光的吸收作用很小,小到对于少量水可以忽略不计。然而,水对可见光的吸收度却是随波长不同而不同的。当水体的量级达到如海洋般巨大时,水的光吸收作用就显现出来了——水在可见光波长范围内的吸收光谱也就起作用了。
考虑光吸收后,入射光随深度增加时,越来越多的长波长光被水吸收,所以光会变得越来越蓝。这种由于短波长光的比例逐步增加,而且增加程度与波长成反比而造成的“越来越蓝”,更准确地描述应该是像蓝墨水加入水之后那种幽冷的青蓝——可以用“画图”或者“Microsoft Office”里面的调色板自己逐步降低红色和绿色的比例(让红色的比例降低得更多、更快)试试。由于入射光中短波长光的比例随着水深度的增加而增加,所以被深层散射颗粒散射的光的短波长比例也是在逐步增加的。因此,单看散射光,是随着水的深度的增加而“越来越蓝”。同时,散射光在穿过其上方的水体,进入到观察者眼睛的过程中,也会进一步被吸收其中的长波长部分,因此会进一步变蓝。
综上所述,水呈现蓝色,瑞利散射和水在可见光波长范围内的吸收光谱都起正面作用。而水的蓝色的程度随水的深度增加而增加,则是水在可见光波长范围内的吸收光谱起正面作用;而瑞利散射起一点点负面作用——显然,从我们观察到的现象看,水的光吸收作用最终占了主导。
水为什么会因为深浅的不同而呈现出不同的颜色?
因为你看到水的颜色,是水面反射的光和水底反射的光的共同作用(其中水底反射的光起决定作用). 随着水逐渐变深,能到达水底并反射回来的光,里面的红光成分会逐渐减少(因为红光更容易被水吸收). 所以浅水看上去是透明的,太阳光几乎被完全反射. 深水看上去是蓝的,太阳光里的红光成分被吸收.为什么水越深颜色越绿?
水越深,反射出来的绿色光波越多,也就显得绿色越深。浅水是看不出绿色的。
清洁的纯水是无色透明的,但是,清洁的河水,当阳光射入水中时,会有一部分光波反射回来,而光谱中,绿色光波会比别的光反射得的多,别的色光被水体吸收的多,于是人的眼睛看到的就是绿色了。
生理意义
水是人体正常代谢所必需的物质,正常情况下身体每天要通过皮肤、内脏、肺以及肾脏排出1.5L左右的水,以保证毒素从体内排出。儿童体内有80%的水,老人体内则有50%~60%,正常中年人体内则有70%的水。
水在机体内有许多重要功能:
(1)水是细胞原生质的重要组分;
(2)水在体内起溶媒作用,溶解多种电解质;
(3)水在体内起运输作用,可以传递营养物质、代谢废物和内分泌物质(如激素)等;
(4)水有较高热导性和比热,可作为“载热体”在体内和皮肤表面间传递热量,有助于人体调节体温。
海水为什么会因为水深的原因不断变颜色?
仅在物理范围内讨论。首先光入射到水中会发生瑞利散射,概率与光频率的四次方成正比,这就是为什么天空、海成蓝色的原因:蓝紫光频率在可见光范围内最高。水深增加,短波渐被散射,强度下降,光强随频率分布改变。大海为什么是蓝色的,而且水越深颜色也越深?
海水的颜色主要是由海水的光学性质,即海水对太阳光线的吸收、反射和散射造成的。我们知道:太阳光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光复合而成,七色光波长长短不一,从红光到紫光,波长由长渐短,其中波长长的红光、橙光、黄光穿透能力强,最易被水分子所吸收。波长较短的蓝光、紫光穿透能力弱,遇到纯净海水时,最易被散射和反射。又由于人们眼睛对紫光很不敏感,往往视而不见,而对蓝光比较敏感。于是,我们所见到的海洋就呈现出一片蔚蓝色或深蓝色了。海水越深,被散射和被反射的蓝光就越多,看上去也就越蓝了 。如果打一桶海水放在碗中,则海水和普通水一样,是无色透明的。其实海水看上去也不全是蓝色的,而是有红、黄、白、黑等等,五上一篇
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