Войти
Когда вода присутствует в небольших количествах (например, в стакане) бесцветный для человеческого глаза.Цвет воды меняется в зависимости от условий окружающей среды, в которых присутствует эта вода. В то время как относительно небольшие количества воды кажутся бесцветными, чистая вода имеет легкий синий цвет, который становится более темным синим по мере увеличения толщины. наблюдаемого образца увеличивается. Синий оттенок воды является внутренним свойством и вызван избирательным поглощением и рассеянием белого света. Растворенные элементы или взвешенные примеси могут придавать воде другой цвет.
Крытый бассейн выглядит синим сверху, поскольку свет, отражающийся от дна бассейна, проходит через достаточно воды, чтобы его красный компонент был впитывается. Та же самая вода в меньшем ведре выглядит лишь слегка синей, и наблюдение за водой с близкого расстояния делает ее бесцветной для человеческого глаза. Внутренний цвет жидкой воды можно продемонстрировать, посмотрев на источник белого света через длинный труба, наполненная очищенной водой и закрытая с обоих концов прозрачным окном. Светлый бирюзовый синий цвет вызван слабым поглощением в красной части видимого спектра.
Поглощение в видимом спектре обычно приписывают возбуждениям электронные энергетические состояния в веществе. Вода представляет собой простую трехатомную молекулу, H 2 O, и все ее электронные поглощения происходят в ультрафиолетовой области электромагнитного спектра <56.>и поэтому не несут ответственности за цвет воды в видимой области спектра. Молекула воды имеет три основных режима колебания. Два валентных колебания связей O-H в газообразном состоянии воды происходят при v 1 = 3650 см и v 3 = 3755 см. Поглощение из-за этих колебаний происходит в инфракрасной области спектра. Поглощение в видимой области спектра обусловлено главным образом гармоникой v1+ 3v 3 = 14 318 см, что эквивалентно длине волны 698 нм. В жидком состоянии при 20 ° C эти колебания смещены в красную область из-за образования водородных связей, что приводит к поглощению в красном цвете при 740 нм, другие гармоники, такие как v 1+v2+ 3v 3, дают поглощение в красном цвете при 660 нм. Кривая поглощения тяжелой воды (D 2 O) имеет аналогичную форму, но смещена дальше в сторону инфракрасного конца спектра, поскольку колебательные переходы имеют более низкую энергию. По этой причине тяжелая вода не поглощает красный свет, и поэтому большие тела с D 2 O будут лишены характерного синего цвета более часто встречающейся легкой воды (H 2 O)..
Интенсивность поглощения заметно снижается с каждым последующим обертоном, что приводит к очень слабому поглощению для третьего обертона. По этой причине длина трубы должна быть не менее метра, а вода должна быть очищена с помощью микрофильтрации для удаления любых частиц, которые могут вызвать рассеяние Ми.
Большие водоемы, такие как океаны, проявляют свойственный воде синий цвет. Озера и океаны кажутся синими по нескольким причинам. Во-первых, поверхность воды отражает цвет неба. Хотя это отражение способствует наблюдаемому цвету, это не единственная причина. Вода в бассейнах с выкрашенными в белый цвет стенками и дном будет бирюзово-голубой, даже в закрытых бассейнах, где нет голубого неба, которое можно было бы отразить. Чем глубже бассейн, тем голубее вода.
Часть света, падающего на поверхность океана, отражается, но большая его часть проникает через поверхность воды, взаимодействуя с ее молекулами. Молекула воды может колебаться в трех разных режимах при облучении светом. Красный, оранжевый, желтый и зеленый световые волны поглощаются, поэтому оставшийся видимый свет состоит из более коротких длин волн синего и фиолетового. Это основная причина, по которой океан имеет синий цвет. Относительный вклад отраженного света в крыше и света, рассеянного обратно из глубины, сильно зависит от угла наблюдения.
Рассеяние от взвешенных частиц также играет важную роль в цвете озер и океанов, заставляя воду выглядеть более зеленой или синее в разных областях. Несколько десятков метров воды поглотят весь свет, поэтому без рассеяния все водоемы будут казаться черными. Поскольку большинство озер и океанов содержат взвешенные живые вещества и минеральные частицы, известные как окрашенные растворенные органические вещества (CDOM), свет сверху отражается вверх. Рассеяние от взвешенных частиц обычно дает белый цвет, как и в случае со снегом, но поскольку свет сначала проходит через многие метры жидкости синего цвета, рассеянный свет кажется синим. В исключительно чистой воде - как это происходит в горных озерах, где отсутствует рассеяние от частиц белого цвета - рассеяние от самих молекул воды также дает синий цвет.
Оттенок отраженного неба также влияет на воспринимаемый цвет вода. Рассеянное небесное излучение из-за рэлеевского рассеяния в атмосфере вдоль луча зрения придает удаленным объектам голубой оттенок. Чаще всего это наблюдается у далеких гор, но также способствует голубизне океана вдалеке.
Ледники - это большие тела льда и снега, образованные в холодном климате в результате процессов, связанных с уплотнением выпавшего снега. В то время как снежные ледники кажутся белыми издалека, вблизи и при защите от прямого внешнего света, ледники обычно кажутся темно-синими из-за большой длины пути внутреннего отраженного света.
Появляется относительно небольшое количество обычного льда. белый из-за большого количества пузырьков воздуха, а также из-за того, что небольшое количество воды кажется бесцветным. В ледниках, с другой стороны, давление заставляет пузырьки воздуха, захваченные скопившимся снегом, выдавливаться, увеличивая плотность созданного льда. Большое количество воды кажется синим, поэтому большой кусок спрессованного льда или ледник также будет синим.
Высокая концентрация растворенной извести придает воде водопада Хавасу бирюзовый цвет. Растворенные и твердые частицы в воде могут вызвать обесцвечивание. Незначительное изменение цвета измеряется в единицах Хазена (HU). Примеси также могут быть сильно окрашены, например растворенные органические соединения, называемые танинами, могут иметь темно-коричневый цвет, или водоросли, плавающие в воде (частицы), могут придать зеленый цвет.
Цвет пробы воды можно записать следующим образом:
Проверка цвета может быть быстрым и простым тестом, который часто отражает количество органического материала в воде, хотя некоторые неорганические компоненты, такие как железо или марганец, также могут придавать цвет.
Цвет воды может указывать на физические, химические и бактериологические условия. В питьевой воде зеленый цвет может указывать на вымывание меди из медных водопроводов, а также может указывать на рост водорослей. Синий также может указывать на медь или может быть вызван сифонированием промышленных чистящих средств в резервуаре для туалетов, обычно известным как обратный поток. Красный цвет может быть признаком ржавчины от железных труб или переносимых по воздуху бактерий из озер и т. Д. Черная вода может указывать на рост серосодержащих бактерий внутри резервуара для горячей воды, установленного на слишком низкую температуру. Обычно это имеет сильный запах серы или тухлого яйца (H 2 S), и его легко исправить путем слива воды из водонагревателя и повышения температуры до 49 ° C (120 ° F) или выше. Запах всегда будет в трубах с горячей водой, если причиной являются сульфатредуцирующие бактерии, но никогда в водопроводе с холодной водой. Изучение цветового спектра индикации примесей воды может упростить выявление и решение косметических, бактериологических и химических проблем.
Ледяная каменная мука делает новозеландское озеро Пукаки более бирюзовым, чем его соседи. Наличие цвета в воде действительно не обязательно означает, что вода не питьевая. Вещества, вызывающие окраску, такие как дубильные вещества, могут быть токсичными для животных в больших концентрациях.
. Цвет не удаляется обычными фильтрами для воды ; однако использование коагулянтов может обеспечить улавливание вызывающих окраску соединений в образующемся осадке. На видимый цвет могут влиять и другие факторы:
Красный прилив у побережья Калифорнии Различные культуры разделяют семантическое поле цветов отличается от использования в английском языке, и некоторые не различают синий и зеленый таким же образом. Примером может служить валлийский, где glas может означать синий или зеленый, или вьетнамский, где xanh также может означать и то, и другое.
Другие названия цветов, присвоенные водоемам: морской зеленый и ультрамарин синий. Необычные окраски океана породили термины красный прилив и черный прилив.
. Древнегреческий поэт Гомер использует эпитет «темно-винный». море"; кроме того, он также описывает море как «серое». Уильям Юарт Гладстон предположил, что это связано с древними греками, классифицирующими цвета в первую очередь по яркости, а не по оттенку, в то время как другие считают, что Гомер дальтоник.
Водный портал 