Proč má voda modrou barvu?
Proč je vlastně moře modré? Částečně je to tím, že se na jeho hladině odráží modrá barva nebe. Moře má ale modrou barvu i tehdy, když je zataženo a nebe samo je našedlé. Tehdy má moře dokonce velice hezkou a sytě tmavě modrou barvu.
Na vině je, jak jinak - fyzika.
Fyzika v moři
Modrá barva je u silné vrstvy vody (v moři nebo v jezeře) způsobena interakcí mezi paprsky světla a molekulami H2O.
Představme si vodu jako sídliště plné identických staveb, elektronových hotelů (elektronový hotel -viz jeden z dřívějších blogů, blog o vodoměrce). Říkejme mu Aqua City.
Sluneční světlo vnímáme jako bílé, ve skutečnosti se ale skládá z fotonů s různými charakteristikami - vlnovými délkami. V pomyslném sídlišti plném staveb, ve kterých bydlí protony a elektrony, by se takový paprsek podobal zmrzlináři, který za sebou táhne vozík plný barevných chutných výrobků.
Jak už to tak bývá, zmrzlinář sice nabízí různé druhy zmrzliny, ale zdaleka ne všechny mají u zákazníků stejnou oblibu. Ukazuje se totiž, že je v elektronových hotelích v Aqua City daleko větší poptávka po červené (jahodové), zelené (pistaciové) a žluté (s mangem) zmrzlině, než po té, která má modrou barvu a příchuť po borůvkách.
Čím déle korzuje zmrzlinář po ulicích, tím méně má červené zmrzliny. Nakonec ji vyprodá úplně. Pak zmizí z jeho vozíku i žlutá a zelená. Na poslední elektrony zbude už jen modrá. Nemají ji sice moc rády, ale co si počnou, je vedro, nakonec vykoupí elektrony i tento modrý zbytek sortimentu. Pokud má tedy zmrzlinář dost zákazníků a město je dost velké, zbaví se nakonec celého sortimentu, pokud je Aqua City menším městem, může se mu stát, že mu na vozíku zbude modrá zmrzlina, nebo dokonce i zelená nebo žlutá..
Co se vlastně stane při absorpci světla molekulou vody?
Elektrony v Aqua City si koupily zmrzlinu a pochutnaly si na ní. Ve fyzikální praxi to vypadá tak, že poté, co si pochutnal na fotonu, se přesune elektron na vyšší energetickou úroveň.
V takovém stavu je ale nestabilní. Příroda nerada plýtvá a všechny elektrony mají tendenci být v základním stavu s minimální energií. Co nejdříve se tedy snaží vrátit do původního stavu. Vyřeší to tak, že předá energii, kterou získal od fotonu, do některého z následujících procesů:
Podle toho, co je pro daný materiál nejpříjemnější, se pak může vyzářit další foton, tentokrát s (danými elektrony oblíbenou) vlnovou délkou (fyzik tomu říká luminiscence) - nebo se například energie investuje do pohybu vlastní molekuly.
V Aqua City nemají elektrony baterky, aby mohly ze samé rozvernosti uspořádat světelnou show, musí se tedy omezit na tanec, vibrace a prosté dupání do rytmu. I když jsou elektrony malé, lehké částice, nakazí svou energií nakonec i protony, které bydlí ve sklepě.
...Připomeňme si, že v molekulách vody se nacházejí dva velice nešťastné protony (oba atomy vodíku), které jsou osamělé - nejen že nemají žádného protonového partnera, opustil je dokonce i jejich elektron (ten šel na párty, kterou pořádá atom kyslíku). Vezmou tedy za vděk jakýmkoliv rozptýlením. |
Právě tyto dva osamělé unuděné protony se lehce nakazí náladou elektronů a postupně se díky jejich energii dostávají do extáze.Díky nim pak vibruje celá struktura molekuly vody, a to dokonce různými způsoby.(link:http://www1.lsbu.ac.uk/water/images/v1.gif)
Absorpce světla a barva vody
Upřímně řečeno, elektrony v Aqua City mají nejraději velice vzácný druh zmrzliny, která má infračervenou příchuť (o barvě v tomhle případě nemá smysl uvažovat). Když je ale vykoupená, vezmou za vděk i ostatními druhy. Jejich choutky jsou vidět na následujícím grafu.
Dal by se přirovnat ke grafu, zobrazujícímu oblíbenost zmrzliny. Žlutá část odpovídá barevným zmrzlinám, ta část, která je vpravo, odpovídá příchuti “infračervená” a část vlevo od žlutého pásu odpovídá příchuti “ultrafialová”.
Z grafu je vidět, že nejoblíbenější je infračervená a ultrafialová příchuť. Jak by ne, jsou to vzácné pochoutky (nebo jste už někdy viděli na stánku “infračervenou” zmrzlinu?)
V Aqua City se pak prodá daleko dříve červená zmrzlina, než zmrzlina modrá.
Následující obrázek ukazuje, jak se to projevuje na barvě vody.
Do hloubky přibližně pěti metrů se elektronům podaří “vykoupit” prakticky veškeré červené fotony. Voda tu má nazelenalou barvu, protože ji zprostředkovávají fotony, které vidíme jako oranžové, žluté, zelené a modré.
Postupně voda více a více modrá, protože se ztrácí jak oranžová tak žlutá komponenta světla.
V hloubkách kolem 70 m je pak barva ztrácí, protože už vodou neprochází dostatek světelných fotonů, které by nám mohly barvu zprostředkovat. V hloubce kolem 400 metrů pak už panuje prakticky dokonalá tma.
Zato těsně pod hladinou se ve vodě “ztrácí” prakticky jen infračervená část spektra. To ocení hlavně plavci, vrchní vrstva vody je tak teplejší než její spodní vrstvy.
Dana Tenzler
Co způsobuje barvu minerálů (4) - klamání tělem a přibarvování reality
Poslední část malého blogového seriálu o tom, proč jsou vlastně horniny barevné a proč je zbarvení minerálů podobné chování třídy plné dětí.
Dana Tenzler
Co způsobuje barvu minerálů (3) - co nutí děti zlobit?
Když rozebereme případ dětí z úplně zlobivé třídy (idiochromatismus - název si můžete zapamatovat podle toho, že se z takových dětí člověk musí zbláznit), zjistíme, že mají ke zlobení (a minerály k zabarvení) jen několik důvodů.
Dana Tenzler
Co způsobuje barvu minerálů (2) - proč jsou vlastně děti zlobivé?
V tomto díle blogového seriálu o barvě minerálů se dozvíte, kdo nebo co způsobuje tzv. alochromatismus, idiochromatismus a pseudochromatismus. (délka blogu 4 min.)
Dana Tenzler
Co způsobuje barvu minerálů a hornin? (1)
Zamysleli jste se někdy nad tím, odkud berou minerály a horniny svou barvu? Vysvětlení barvy minerálů se dá překvapivě vysvětlit dynamikou žáků ve školní třídě. (délka blogu 4 min.)
Dana Tenzler
Proč nevidíme cizí civilizace - vysvětlení geologa (2)
Ze svých zkušeností s vývojem života na Zemi odhadujeme možnosti vývoje na cizích planetách. Jednotlivé specifikace planet z pohledu geologa. Kde se může život vyvíjet nejrychleji? (délka blogu 4 min.)
Další články autora |
Atentát na Fica. Slovenského premiéra postřelili
Slovenského premiéra Roberta Fica ve středu postřelili. K incidentu došlo v obci Handlová před...
Fico je po operaci při vědomí. Ministr vnitra mluví o občanské válce
Slovenský premiér Robert Fico, který byl terčem atentátu, je po operaci při vědomí. S odkazem na...
Pozdrav z lůžka. Expert Antoš posílá po srážce s autem palec nahoru
Hokejový expert České televize Milan Antoš, kterého v neděli na cestě z O2 areny srazilo auto, se...
Fica čekají nejtěžší hodiny, od smrti ho dělily centimetry, řekl Pellegrini
Zdravotní stav slovenského premiéra Roberta Fica je stabilizovaný, ale nadále vážný, řekl po...
Novotný je na vyhazov z ODS. Výroky o Slováčkové překročil hranici, řekl Benda
Starosta Řeporyjí Pavel Novotný překročil hranice, které by se překračovat neměly, kritizoval v...
Ukrajinská armáda zaútočila na přístavy v Černém moři, cílila i na sklady s ropou
Sledujeme online Ruská obrana v noci čelila rozsáhlému útoku dronů na Novorossijsk a další přístavní město...
Muž utekl z hořícího bytu na balkon, hasiči ho dostali dolů po žebříku
Nečekaný budíček měli dnes kolem páté hodiny ráno lidé z třípatrového bytového domu v Březové na...
Fingerland: Izrael se bojí, že zabředl do válečného patu. Neví, jak z toho ven
Vysíláme Válka o Gazu může skončit patem a zároveň se blíží konec premiéra Benjamina Netanjahua. V Rozstřelu...
Hádka o školních absencích skončila vraždou v rodině, hoch za ni dostal 7 let
Ve čtvrtek u Krajského soudu v Liberci při neveřejném jednání padl sedmiletý rozsudek nad mladíkem,...
ŘIDIČ/KA (VHODNÉ I PRO SENIORY) (A12607)
AURES Holdings a.s.
Jihomoravský kraj
nabízený plat:
120 - 120 Kč
- Počet článků 976
- Celková karma 19,42
- Průměrná čtenost 1320x