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水是甚么颜色的?

水是甚么颜色的?

李新伟

水是甚么颜色的?
这个问题在不同时期,不同的专家也有不同的答案。从物理学的角度看,水的颜色受光源、光线在水中的吸收和散射、以及水中的悬浮物等因素所影响。地球的主要光源是太阳,太阳光有多种颜色,由波长最长的红光至最短的紫光。一件物件的颜色就视乎它发出的主要是甚么色的光。
水吸收红光较多,而对蓝光则散射较强,但这现象要有一定深度或厚度(一米以上)的水才明显。因此,日常生活所见,一个无色透明杯内的纯净水,在白色光源下是差不多无色的,而一个厚厚的大水族箱内的水则呈现淡淡的蓝色。
为什么大型水体,如海洋和湖泊等的颜色大都是蓝蓝的?
大家到海滩游泳的时候,有否注意到海水颜色的变化?在不同的时间和不同的天气情况下,从不同的高度和角度观看,海水会有不同的色彩。睛朗无云的日子里,在海边所见的海水是蓝色的,原因是蔚蓝天空被水面反射。同时,海水亦吸收了太阳光中的红光,散射蓝光,这些因素结合,便出现我们常见的蓝色海水。
在海底我们所见的又是甚么颜色?
在水中所见的颜色受光的吸收影响最大。因为水对红光吸收较强,水愈深红光就愈弱。另一方面,水散射蓝光,所以在水中我们看见蓝色。此外,光度亦会随著深度增加而降低,到最后变成漆黑一片。
另一方面,盐分会加强水对光的散射,但海水中的盐分浓度普遍不足以令散射的强度有显著改变。
为何一些湖海和河流的颜色很特别,跟一般水体的颜色不一样?
湖海和河流的颜色也会因应水中的悬浮物质而改变。当海水中含有大量绿色浮游藻类,水便呈现绿色;如果是红色藻类,海水便变成红色,也就是我们称为「红潮」的现象。黄河的水夹杂著大量黄土高原的泥土,所以呈现黄色,使人们为它冠以「黄河」之名。
位于加拿大洛机山脉的湖泊大都是碧蓝色的(图一),关键在于水中含有细小石粉。这些石粉来自冰川移动时磨出的岩石碎屑,悬浮于湖水中,加强了水对光线的散射,使更多光线自湖水射出,因此湖水看起来比较光亮。另一方面,因为水中含有大量粒子,阳光射入水中,经过较短的距离便被散射,离开湖水,红光的吸收量较少,使原本蓝色的湖水变得偏近绿色。
图
图一    加拿大洛机山脉的碧蓝色湖泊
参考资料:
[1] "Clouds in a glass of beer",C.F. Bohren,Dover Publications,2001。
[2] https://www.answers.com/topic/rock-flour
[3] https://baike.baidu.com/view/4479.htm