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Warum ist Schnee weiß und die Erde schwarz? Warum ist schneeweiß

Kinder freuen sich immer auf den Winter. Einen Schneemann bauen, Schlitten fahren und in Schneeverwehungen springen ist interessant und macht Spaß! Nach aktiven Spielen an der frischen Luft kommt oft Inspiration auf sie zu und Fragen beginnen: „Warum ist die Sonne gelb und schneeweiß“? Nur wenige Menschen erklären die Gründe für diese Phänomene mit den kleinen „Warum“s. Lassen Sie uns mindestens eine der obigen Fragen beantworten. Warum ist Schnee weiß?

Ein kleiner Ausflug in die Physik

Die Erde ist von elektromagnetischen Wellen umgeben. Sie sind überall, aber für Lebewesen meist unsichtbar. Was das Auge wahrnimmt, wird als Farbe betrachtet - elektromagnetische Strahlung, eine Welle, die eine Farbempfindung hervorruft. Die Hauptquelle elektromagnetischer Wellen ist die Sonne. Seine Strahlen umfassen alle Grundfarben:

rot;
gelb;
blau;
blau;
grün;
Orange;
violett.

Wenn alle Farben miteinander verschmelzen, entsteht ein weißer Farbton und die Sonnenstrahlen sind nur noch weiß.

Jedes Objekt auf der Erde überträgt (reflektiert, absorbiert) Sonnenlicht. Es gibt diejenigen, die es vollständig zeigen, wie Eis. Jede einzelne Schneeflocke ist dasselbe Eis.

Interessante Schneefakten:

Die Hälfte der Weltbevölkerung hat noch nie echten Schnee gesehen, nur auf Bildern.
1949 fiel zum ersten und letzten Mal Schnee auf die Sahara. Der Schneefall hielt für mehr als eine halbe Stunde an.

Schnee und Farbe

Schneeflocken fallen zufällig auf den Boden, und als Ergebnis überträgt der Schneeball elektromagnetische Wellen (Sonnenlicht) nicht vollständig. Wenn Sie also bei sonnigem Wetter eine Delle in eine Schneewehe schlagen, erscheint der Schnee grün-gelb. Bei Bewölkung sieht es blau aus. Wenn am Himmel ein hellroter Sonnenuntergang steht - rosa. Die Oberfläche der Schneewehe zeigt alle Farben des Regenbogens, wenn es draußen klar und sonnig ist.

In Breitengraden, die näher an den Erdpolen liegen, scheint der Schnee eine satte rote Farbe zu haben. Wissenschaftler beobachten oft ein ähnliches Phänomen in der Arktis. In den Vereinigten Staaten, nämlich im Bundesstaat Kalifornien, beobachteten die Einwohner 1955 einen grünen Schneefall. 1969 traf ein schwarzer Schneefall die Schweiz. In Russland fiel 2015 gelber Schnee, worüber lange in den Medien geschrieben wurde. Luftmassen brachten afrikanischen Sandstaub mit sich, der den Niederschlag in eine für sie untypische Farbe tauchte.

Interessante Schneefakten:

Es gibt keine zwei identischen Schneeflocken, jede hat ihr eigenes Muster. Physiker behaupten, dass es mehr solcher Muster gibt als Atome auf der Erde.
Der Weltschneetag wird jährlich am 19. Januar gefeiert.

Der große Charles Darwin hat in seinem Tagebuch notiert, dass es Schnee in verschiedenen Farben gibt. Es ist bekannt, dass der Schriftsteller einmal auf eine Reise ging und bemerkte, dass die Pferde rote Spuren in den Schneeverwehungen hinterließen. Es war ein heller Sonnenuntergang, also schien der Schnee nicht weiß, sondern rosa.
Der Farbbegriff ist im Allgemeinen subjektiv. Der eine sieht Gras grün, der andere hellgrün und der dritte türkis. Diese Phänomene sind noch nicht vollständig verstanden.

Also die Antwort auf die Hauptfrage: „Warum ist Schnee weiß?“ Es reflektiert die Sonnenstrahlen, die, wie bereits erwähnt, weiß sind. Aber es lohnt sich, in irgendeine Art von Wetterphänomenen einzugreifen - Wolken, ein heller Sonnenuntergang, und diese atmosphärischen Niederschläge scheinen nicht mehr so schattig zu sein.

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Der Winter ist nicht nur eine Zeit der Abkühlung, sondern auch eine Zeit starker Niederschläge in Form von Schnee. Weiße Schneeflocken, die vom Himmel fallen, bilden eine reichliche Schneedecke auf dem Boden. Jeder beobachtet dieses Phänomen gerne, aber nicht jeder stellt sich die Frage: „Warum ist Schnee weiß?“. Und um darauf zu antworten, lasst uns zuerst definieren; was Schnee ist und wie er entsteht, bevor er auf den Boden trifft.

Die Schneebildung beginnt, wenn sich winzige Wassertröpfchen in Wolken mit Staubpartikeln verbinden und gefrieren. Die resultierenden Eiskristalle haben eine sechszackige Form, die durch die Struktur des Wassermoleküls bestimmt wird (der Winkel zwischen den Strahlen des Kristalls beträgt sechzig Grad). Mikroskopisch kleine Eisstücke ziehen sich an und bilden die bekannte Schneeflocke. Die Größe von jedem von ihnen hängt von der Lufttemperatur ab: Je wärmer das Wetter ist, desto größer werden die Schneeflocken (übrigens möchte ich anmerken, dass die größte Schneeflocke in Montana, USA, aufgezeichnet wurde; sie hatte einen Durchmesser von etwa 38 Zentimetern). Jetzt haben wir einige Merkmale der Bildung dieser weißen Niederschläge kennengelernt.

Betrachten Sie nun die Frage nach der Farbe des Schnees. Seine Weiße ist eine unbestreitbare Tatsache. Wenden wir uns zur Erklärung dieser Tatsache einer so exakten Wissenschaft wie der Physik zu. Aus dem Bereich Optik ist bekannt, dass ein vollständig weißer Körper ein Material ist, bei dem der Reflexionskoeffizient von Lichtstrahlen gleich eins ist. Da der Schnee eine weiße Farbe hat, sollte das von uns betrachtete Untersuchungsobjekt gemäß der vorherigen Aussage elektromagnetische Lichtwellen reflektieren (interessant ist, dass Licht sowohl die Eigenschaften einer elektromagnetischen Welle als auch die Eigenschaften eines Elementarteilchens, genannt ein „Photon“ im zwanzigsten Jahrhundert). Aber wir haben herausgefunden, dass eine einzelne Schneeflocke aus vielen winzigen Eiskristallen besteht. Eis wiederum ist transparent, da es Lichtstrahlen perfekt durch sich hindurch lässt. Es stellt sich heraus, dass die Schneeflocke auch transparent sein sollte, aber das ist eigentlich nicht der Fall. Die Erklärung dafür ist die Tatsache, dass eine Schneeflocke eine riesige Menge transparenter Eiskristalle ist, die zusammen die Fähigkeit verleihen, Licht verschiedener Frequenzen zu reflektieren. Es wird an den Grenzflächen zwischen den Oberflächen zwischen Eis- und Luftkristallen reflektiert. Elektromagnetische Wellen (Licht), die von einer Schneeflocke reflektiert werden, verursachen in unseren Augen eine Weißlichtwahrnehmung. So erklärt sich die Tatsache, dass der Schnee eine weiße Farbe hat.

Wie sich herausstellte, war es nicht so schwierig, die weiße Farbe des Schnees zu erklären, es reichte aus, nur einige Gesetze aus Physik und Chemie zu kennen, die uns leicht halfen, die Struktur einer Schneeflocke und das Wesen des Lichts zu verstehen. Zusammen ergab dies eine klare Vorstellung von der Essenz der Farbpalette von Schnee.

Ich denke, jeder hatte einen solchen Fall im Leben, als er beim Verlassen eines schwach beleuchteten Raums auf der Straße die Augen zusammenkneifen musste und auf die üppige weiße Schneedecke blickte. Vergessen Sie also nicht, dass es die Fähigkeit hat, Licht zu reflektieren und zu streuen, wodurch wir geblendet werden.

Schnee ist ein Zeichen für echten Winter. Es entsteht, wenn kleine Regentropfen gefrieren. Flauschiger weißer Schnee ist ein wahres Wunder. Kinder bauen Schneemänner daraus, spielen mit ihnen Schneebälle und bauen ihre Behausungen für die Völker des Nordens. Eine dicke Schneeschicht erwärmt die Erde. Es lässt keine frostige Luft zu und hält eine positive Temperatur in den Tiefen des Bodens aufrecht.

Was ist Schnee und wie entsteht er?

Wissenschaftlich gesehen ist Schnee eine Art Niederschlag. Das bedeutet, dass Schnee in Form von gefrorenem Regen vom Himmel fällt. Schnee ist kalt, weiß und flauschig. Es besteht aus einzelnen Schneeflocken, die wie sechszackige Sterne aussehen. Ich frage mich, wie Schnee entsteht?

Die erste Bedingung für das Auftreten von Schnee ist Kälte. Die Temperatur, bei der Wasser zu Eis wird, beträgt 0 °C. Wenn es draußen kalt wird, wird das Wasser in Pfützen und Seen mit Eis bedeckt (gefriert). Regenwolken gefrieren zu dieser Zeit am Himmel. Regentropfen verwandeln sich in Schnee.

Die zweite Art der Schneebildung wird wissenschaftlich als Verdunstung bezeichnet. Hören Sie, wie es geht. Wenn Sie Wäsche waschen und im Winter draußen aufhängen, friert das nasse Laken zunächst ein und wird hart. Nach einigen Tagen verwandelt sich das Laken in ein weiches, trockenes Tuch. Was ist passiert? Zuerst wurde das Wasser in der Platte zu Eis. Es passierte ziemlich schnell. Dann begann das Eis zu verdunsten: Kleine mikroskopisch kleine Eisstücke brachen von der Platte ab und stiegen in den Himmel. Diese Eisschollen waren so klein, dass wir beim Betrachten der Trockenfolie ihren Flug nicht bemerkten.

Warum schneit es?

In himmlischen Höhen findet man viele kleine Eisschollen. Dort sammeln sie sich in einer Schneewolke. Es gibt so viele Schneeflocken in einer Wolke, dass sie sich zu mehreren Stücken zusammenfügen. Ein paar kleine Eissterne bilden eine große Schneeflocke, die zu schwer wird und herunterfällt. So fängt der Schnee an.

Um eine große Schneewolke zu bilden, reicht ein nasses Blatt nicht aus. Aus einem zugefrorenen See, einer Pfütze oder einem Fluss steigen viele winzige Eisstücke in den Himmel. Dort sammeln sie sich in großen Schneewolken.

Der Wind kann eine solche Wolke weit tragen. Zum Beispiel dort, wo es keinen Frost gibt. Dank des Windes kann Schnee auch dort fallen, wo Seen und Flüsse noch nicht zugefroren sind.

Wie entstehen Schneeflocken?

Haben Sie schon einmal eine Schneeflocke unter dem Mikroskop gesehen? Es sieht aus wie ein sechszackiger Stern. Jedes Ende des Sternchens besteht aus einem weißen Ast, an dem kleine weiße Zweige wachsen.

Diese Zweige werden wissenschaftlich Kristalle genannt. Sie schneiden sich in der Mitte des Schneesterns. Jede Schneeflocke beginnt von der Mitte aus zu wachsen - von der Stelle, an der sich die Schneeäste kreuzen. Das Wachstum einer Schneeflocke ähnelt dem Wachstum eines Baumes: Aus der Mitte wachsen sechs Stämme, an denen jeweils Äste zu wachsen beginnen. Sterne können verschiedene Äste haben (lang oder kurz, dick oder dünn), aber in einem Schneestern wachsen immer nur 6 große Äste.

Wenn Wasser in einem Fluss oder einer Pfütze gefriert, bildet sich Eis. Die Sterne im Eis liegen nahe beieinander. Wenn der Nebel oder die Wolke gefriert, befinden sich die Sterne in einiger Entfernung voneinander. Wenn es zu viele Sterne gibt, werden sie in mehreren Teilen verbunden und fallen herunter. So fällt der Schnee aus den Wolken und bedeckt die Straßen, Häuser und Felder. Fallende Schneeflocken nennen Erwachsene Schneefall.

Warum knarzt der Schnee unter den Füßen?

Wenn es auf der Straße leichten Frost gibt (-2 oder -3 ° C), befindet sich viel Wasser im gefallenen Schnee. Sie sagen über solchen Schnee, dass er „nass“ ist. Es ist einfach, aus nassem Schnee Schneebälle und einen Schneemann zu machen, "Festungen" zu bauen.

Wenn der Frost stärker wird (die Lufttemperatur sinkt auf -5 oder -10 ºC), gefriert der Schnee stärker und wird trockener. Aus trockenem Schnee kann man keinen Schneemann machen, aber er knarrt laut unter den Füßen. Warum knarrt trockener Schnee?

Jede Schneeflocke ist wie ein kleiner Stern. Wenn wir auf den Schnee treten, brechen die Äste in den eisigen Schneeflocken. Wenn also viele Schneeflocken brechen, entsteht ein Knirschen und Knarren.

Schnee knarrt bei jedem Druck:

wenn darauf getreten wurde;
ging auf Skiern;
fuhren auf Schlitten.

Der Schnee hört erst auf zu knarren, wenn er fast warm wird (die Lufttemperatur nähert sich 0 ° C). Oder wenn er stark gerollt war (das passiert auf den Hügeln, wo der Schnee rollt und sich in Eis verwandelt).

Wenn der Schnee ganz laut knarrt?

Schnee kann lauter oder leiser quietschen. Wann wird das Knirschen des Schnees sehr laut?

Das passiert bei extremer Kälte. Zum Beispiel wird im hohen Norden bei -50 Grad das Knirschen des Schnees so laut, dass es auf der nächsten Straße zu hören ist.

Beim Erwärmen, wenn sich die Lufttemperatur 0 ° C nähert, verschwindet das Knirschen vollständig. Schneeflocken werden weich, Wassertropfen erscheinen auf ihren eisigen Zweigen, was das Knarren der eisigen Sterne verhindert.

Wissenschaftler führen kuriose Experimente mit gefrorenem Wasser durch. Es stellt sich heraus, dass Wasser uns hört und auf sanfte und grobe Worte unterschiedlich reagiert. Darum geht es im nächsten Video.

Wenn Sie eine einzelne Schneeflocke genau untersuchen, können Sie sehen, dass sie durchsichtig ist. Aber Schnee, der aus Tausenden und Abertausenden durchsichtiger Schneeflocken besteht, ist weiß. Wie funktioniert es?

Das liegt daran, dass Licht unterschiedliche Wellenlängen hat. Jede Wellenlänge hat ihre eigene Farbe. Die Verteilung der Farben nach Wellenlänge ist im Bild unten zu sehen.

Einige Materialien können Wellen einer bestimmten Welle absorbieren, während andere sie reflektieren. Deshalb haben Objekte unterschiedliche Farben. Beispielsweise reflektieren einige Materialien kurze Wellenlängen von Blau, aber längere Wellenlängen werden absorbiert, sodass wir ein blaues Objekt sehen. Andere Materialien sind rot, weil sie nur die für Rot charakteristische Wellenlänge reflektieren. Ein Material, das alle auftreffenden Wellen reflektiert, erscheint weiß, während ein Material, das alle Wellen absorbiert, schwarz erscheint.

Schnee ist bekanntlich gefrorenes Wasser. Wenn Sie Wasser betrachten, können Sie sehen, dass es transparent ist, was bedeutet, dass Lichtwellen es durchdringen. Daher ist es nicht verwunderlich, dass die Schneeflocke auch transparent ist. Wenn Sie einen Lichtstrahl durch eine Schneeflocke leiten, wird er nicht reflektiert, aber nachdem er die kleinsten Eiskristalle passiert hat, wird er in einem Winkel gebrochen. Kein Wunder, dass sie sagen: „Keine zwei Schneeflocken sind gleich“, denn sie haben alle eine vielfältige und einzigartige Form. Wenn ein Strahl auf eine andere Schneeflocke trifft, wird er wieder in einem bestimmten Winkel gebrochen, dann in einem anderen und noch einem und so weiter, bis er auf unsere Netzhaut trifft und unser Gehirn die empfangene Information als weiß interpretiert.

Frisch gefallener Schnee, der keine Verunreinigungen enthält, bricht Lichtwellen, bis sie zurückgeworfen werden, weshalb er vollständig weiß erscheint. Aber manchmal kann man sogar auf reinem Schnee einen Blaustich bemerken. In diesem Fall hängt alles von der Dichte des gefallenen Schnees ab (wenn wir das Vorhandensein von Verunreinigungen ausschließen). Ist es ausreichend locker, dringen lange Lichtwellen etwas tiefer ein, während kurze, überwiegend blaue, an der Oberfläche verbleiben. Wir beobachten sie nur.

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