Warum ist Eisblau? (Oder sieht es nur so aus?)

Gletschereis und gefrorene Seen erscheinen blau, Eiszapfen und Eis aus Ihrer Tiefkühltruhe jedoch klar. Warum ist Eisblau? Die schnelle Antwort lautet, dass Wasser andere Farben des Spektrums absorbiert, sodass die Farbe, die sich in Ihren Augen widerspiegelt, blau ist. Um zu verstehen, warum, müssen Sie verstehen, wie Licht mit Wasser und Eis interagiert.

Key Takeaways: Warum Eis blau ist

• Eis erscheint blau, weil Wasser von Natur aus türkisblau ist.
• Die Farbe des Eises nimmt mit zunehmender Dicke und Reinheit zu.
• Eis, das weiß erscheint, enthält häufig viele Luftblasen, Risse oder Schwebstoffe.

Warum Wasser und Eis blau sind

Sowohl in flüssiger als auch in fester Form enthält Wasser (H₂O) Moleküle absorbieren rotes und gelbes Licht, so dass das reflektierte Licht blau ist. Die Sauerstoff-Wasserstoff-Bindung (O-H-Bindung) dehnt sich als Reaktion auf die vom Licht einfallende Energie aus und absorbiert die Energie im roten Teil des Spektrums. Absorbierte Energie lässt Wassermoleküle vibrieren, was dazu führen kann, dass Wasser orange, gelb und grünes Licht absorbiert. Es verbleiben kurzwelliges blaues Licht und violettes Licht. Gletschereis erscheint türkisfarbener als blau, weil Wasserstoffbrückenbindungen im Eis das Absorptionsspektrum des Eises auf eine niedrigere Energie verschieben und es grüner machen als flüssiges Wasser.

Schnee und Eis, die Blasen oder viele Risse enthalten, erscheinen weiß, weil die Körner und Facetten das Licht eher zum Betrachter zurückstreuen, als es in das Wasser eindringen zu lassen.

Während klare Eiswürfel oder Eiszapfen frei von den Gasen sind, die Licht streuen, erscheinen sie eher farblos als blau. Warum? Dies liegt daran, dass die Farbe zu hellblau ist, als dass Sie die Farbe registrieren könnten. Denken Sie an wie die Farbe des Tees. Tee in einer Tasse ist dunkel gefärbt, aber wenn Sie eine kleine Menge auf die Theke spritzen, ist die Flüssigkeit blass. Es braucht viel Wasser, um eine spürbare Farbe zu erzeugen. Je dichter die Wassermoleküle sind oder je länger der Weg durch sie ist, desto mehr rote Photonen werden absorbiert und lassen meist blaues Licht zurück.

Gletscherblaues Eis

Gletschereis beginnt als weißer Schnee. Wenn mehr Schnee fällt, werden die Schichten darunter zusammengedrückt und bilden einen Gletscher. Druck drückt die Luftblasen und Unvollkommenheiten heraus und bildet große Eiskristalle, die eine Lichtdurchlässigkeit ermöglichen. Die oberste Schicht eines Gletschers kann entweder durch Schneefall oder durch Brüche und Verwitterung des Eises weiß erscheinen. Das Gletschergesicht kann an verwitterten Stellen oder an Stellen, an denen Licht von der Oberfläche reflektiert wird, weiß erscheinen.

Ein Missverständnis darüber, warum Eis blau ist

Einige Leute denken, dass Eis aus dem gleichen Grund blau ist wie der Himmel - Rayleigh-Streuung. Rayleigh-Streuung tritt auf, wenn Licht von Teilchen gestreut wird, die kleiner als die Wellenlänge der Strahlung sind. Wasser und Eis sind blau, weil Wassermoleküle selektiv absorbieren der rote Teil des sichtbaren Spektrums, nicht weil die Moleküle streuen die anderen Wellenlängen. In der Tat erscheint Eis blau, weil es ist Blau.

Überzeugen Sie sich selbst von Blue Ice

Während Sie möglicherweise nicht die Chance haben, einen Gletscher aus erster Hand zu beobachten, besteht eine Möglichkeit, blaues Eis zu erzeugen, darin, wiederholt einen Stock in den Schnee zu stecken, um die Flocken zu komprimieren. Wenn Sie genug Schnee haben, können Sie ein Iglu bauen. Wenn Sie drinnen sitzen, sehen Sie die blaue Farbe. Sie können auch blaues Eis sehen, wenn Sie einen Eisblock aus einem sauberen gefrorenen See oder Teich schneiden.

Quelle

• Braun, Charles L .; Sergei N. Smirnov (1993). "Warum ist Wasser blau?". J. Chem. Educ. 70 (8): 612. doi: 10,1021 / ed070p612