הידעת? מים הם כחולים
26/06/2019
ידעתם שמים הם כחולים?
עכשיו אתם בטח הולכים לברז, להוכיח לעצמכם (ולי) שדיברתי שטויות. אתם ממלאים כוס במים – הזכוכית שקופה לכל האור הנראה, מה שהופך אותה לחסרת צבע (שקוף - שאפשר לראות דרכו. כל מי שהסתכל פעם דרך צלופן אדום מבין את ההבדל). המים גם הם חסרי צבע, אלא אם הברז שלכם הוא כזה שמערבל הרבה אוויר במים, ואז הם לבנים. חכו כמה דקות - המים יהיו חסרי צבע. ליתר ביטחון, אתם מכניסים את המים האלה למקפיא. שוב, הקרח חסר-צבע, חוץ מבמקומות שבהם הוא שרוט, או כולא בועות אוויר – שם הוא שוב לבן.
המים חסרי צבע מאותה סיבה שהזכוכית חסרת צבע – אם החומר לא יוצר אינטראקציה עם אור נראה, האור יוצא כמו שהוא נכנס. לזכוכית ולמים נוזליים אין מבנה גבישי מסודר, אז אין הפרעות משמעותיות לקרני האור בדרכן, והם נראים חסרי-צבע. גם גביש יחיד ומושלם של קוורץ (זכוכית גבישית), או סוכר, יהיה חסר צבע. קוביית סוכר היא לבנה, כי היא עשויה מהרבה גבישי סוכר קטנים ודבוקים. במעבר מגרגר אחד לאחר, האור נפוץ לכל הכיוונים ומוחזר לעינינו כאילו כל הצבעים הגיעו מאותה הנקודה - מה שמקנה לקוביית הסוכר צבע לבן. גם "התזת חול" - ציור על זכוכית בעזרת סילון חול - תהפוך זכוכית שקופה ללבנה-חלבית, כי השריטות שיוצר החול הן כבר לא משטח חלק לחלוטין, והן מנפצות את האור לכל הכיוונים. גם הקרח שאנחנו מוציאים מהמקרר לרוב מכיל חלקים לבנים – בועות אוויר, או נקודות מפגש בין שני גבישים של קרח שגדלו באותה קוביה, גם הם מנפצים את האור.
אז למה הים כחול?
וידוי קטן: לא דייקתי כשאמרתי שהמים לא יוצרים אינטראקציה עם אור נראה. במולקולות מים, כמו בכל מולקולה אחרת, הקשרים יכולים להמתח ולהתכופף. לכל תנועה כזאת יש תדירות אופיינית. אם התדירות הזו במקרה תואמת תדירות של פוטון שעובר דרך המולקולה, הוא ייבלע, והתנועה תתחזק – כמו נדנדה שמקבלת תנופה בדיוק ברגע הנכון. אם תדירות הפוטון משחקת תפקיד – אפשר להבין למה למולקולות מסוימות יש תגובה אחת עם אור בצבע אחד, ותגובה אחרת עם אור בצבע אחר. מים בולעים אור אדום בערך פי 100 יותר מאור כחול, ומפזרים אור כחול בערך פי חמש יותר מאור אדום. גם "פי 100" זה לא הרבה – צריך בערך 20 מטרים של מים, או 2 מטרים של קרח חסר פגמים כדי לשים לב שהצבע האדום נבלע ולכן נעלם. אבל אם יש מספיק מים או קרח התוצאה היא ים כחול, אגמים כחולים, וקרחונים נפלאים בצבעם – כל עוד לא הפשירו.
צילום: אלי בלאו
ולמה השמיים כחולים?
שאלה מצויינת. נענה עליה בפעם אחרת, אבל כבר נתנו לכם רמז...
מקורות:
חברה בוועד המנהל של העמותה. חברת סגל במחלקה למדע והנדסה של חומרים באוניברסיטת תל אביב. מחקרה של נעה מתמקד במדידת תכונותיהם המכניות והחשמליות של חומרים מרוכבים, בדגש על ננו-צינוריות פחמן.
בוגר תואר ראשון B.A בתקשורת עם התמחות בתקשורת דיגיטלית ושיווק ממכללת עמק יזרעאל ובוגר לימודי עיצוב גרפי ממכללת נשיא טכנולוגיות, רמת גן.
