إذا كان الماء شفافا فلماذا يظهر الثلج باللون الأبيض؟

طقس العرب - تكتسي الأرض بثوب أبيض بعد تساقط الثلوج بكثافة، ولكن إذا فتحت صنبور المياه ستجد أن الماء شفاف، وكذلك الجليد، إذن، لماذا يظهر الثلج باللون الأبيض؟

الأمر يتعلق بكيفية تحول المادة الشفافة إلى شيء أبيض، فإذا أخذت قطعة من الزجاج الشفاف، مثل زجاج النافذة، وقمت بتحطيمه، بواسطة مطرقة، إلى قطع صغيرة من الزجاج، سيصبح لونه أبيض، ويحدث هذا الاختلاف في اللون بسبب الطريقة التي يتفاعل فيها الضوء مع الاسطح الاحادية مثل زجاج النافذة، مقابل الأسطح متعددة الأوجه مثل الزجاج المكسور، ونفس المفهوم ينطبق على الثلج.

وفقًا لعلم البصريات، عندما يصطدم الضوء بجسم ما فإنه؛ إما أن يمر من خلاله، أو يمتصه الجسم، أو ينعكس عنه، وعندما يصطدم الضوء بسطح مستوٍ أملس مثل الزجاج أو الجليد، فإن أشعته المرئية تمر من خلاله، ولأن أعيننا لا ترى الأشياء إلا من خلال موجات الضوء المنعكسة عن الأجسام أو التي يتم امتصاصها، فإن هذا هو السبب في أن الزجاج والجليد غالبًا ما يظهران كأجسام شفافة.

أما في حالة الزجاج المحطم، يوجد عدد لا يحصى من الأسطح غير المستوية، وعندما يضرب الضوء هذه الأسطح غير المنتظمة، فإنه ينعكس وينتشر في جميع الاتجاهات، وينطبق هذا أيضًا على رقاقات الثلج، والتي تتكون من مئات البلورات الجليدية الصغيرة جدًا، المختلفة في الشكل والبنية، ونظرًا لأن الضوء الذي يصطدم بشظايا الزجاج أو رقاقات الثلج ينعكس مرة أخرى بالتساوي ، فإن هذه الأشعة تشمل جميع ألوان الأطوال الموجية المركبة للضوء المرئي (الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق والنيلي والبنفسجي)، والتي تبدو معًا بيضاء، وهذا هو السبب في أن عيوننا ترى اللون الأبيض عندما ننظر إلى الثلج.

ألوان الثلج الأخرى

على الرغم من أن اللون الطبيعي للثلج هو الأبيض، إلا أنه من المعروف أنه يتخذ المزيد من التدرجات اللونية، حيث يمكن أن تظهر كتل الجليد والجبال الجليدية والأنهار الجليدية أحيانًا باللون الأزرق عندما يدخل الضوء إلى أعماقها من خلال الشقوق (بدلاً من الانعكاس على أسطحها)، وبينما ينتقل هذا الضوء داخل الثلج والجليد، يتعرض للتشتت أثناء مساره خلال العدد الكبير من بلورات الجليد، وكلما زاد طول مسار الضوء زاد تشتته، ونظرًا لأن الماء والجليد يمتصان الضوء الأحمر أكثر من الضوء الأزرق، يظهر الضوء بعد خروجه من طبقات الثلج بالأطوال الموجية الزرقاء الأقصر، وهي التي تنعكس باتجاه أعيننا بدلاً من الأطوال الموجية الحمراء الأطول، وكلما طالت مدة تكرار التشتت، كلما كان اللون الأزرق أكثر وضوحًا.

كما تم توثيق ثلوج باللون الوردي أو الأحمر، والمسمى "بثلج البطيخ"، حيث يتسبب نوع من الطحالب الحمراء والتي تعيش داخل كتلة الثلج بإكسابه اللون الوردي أو الأحمر، كما يمكن للجسيمات والكائنات الحية الأخرى أن تلون الثلج أيضًا. لهذا السبب، ومن الناحية الافتراضية، يمكن للثلج أن يتخذ أي لون من ألوان قوس قزح.