Номер 8, страница 111 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

8. Почему снег белый, а сажа черная?

7. Цвет непрозрачного тела или поверхности определяется его способностью по-разному поглощать и отражать световые волны разной длины (разных цветов). Видимый белый свет (например, солнечный) на самом деле является смесью всех цветов радуги. Когда этот свет падает на поверхность, происходит следующее:

- Некоторые световые волны поглощаются материалом поверхности. Энергия этого света обычно превращается в тепло.

- Другие световые волны отражаются от поверхности.

Цвет, который мы воспринимаем, — это совокупность тех световых волн, которые отразились от поверхности и попали в наши глаза. Например, если поверхность отражает преимущественно световые волны, соответствующие зеленому цвету, а остальные поглощает, мы видим эту поверхность зеленой.

- Если поверхность отражает все длины волн видимого света примерно одинаково, она кажется белой или серой.

- Если поверхность поглощает почти все длины волн видимого света, она кажется черной.

Таким образом, цвет — это не свойство самого объекта, а результат его взаимодействия со светом. Эта способность к избирательному поглощению и отражению света зависит от химического состава вещества и строения его поверхности.

Ответ: Цвет поверхности определяется тем, какие длины волн (цвета) из падающего на нее света она отражает, а какие поглощает. Мы видим цвет отраженного света.

8. Различие в цвете снега и сажи объясняется совершенно разным характером их взаимодействия со светом.

Сажа в основном состоит из аморфного углерода. Частицы углерода в таком состоянии обладают свойством очень эффективно поглощать электромагнитное излучение во всем видимом диапазоне. Когда свет падает на сажу, подавляющее большинство световых лучей всех цветов поглощается, превращаясь в тепловую энергию. Отражается лишь очень малая часть света. Поскольку в наш глаз от поверхности сажи практически не приходит световых лучей, мы воспринимаем ее как черную.

Снег, напротив, кажется белым из-за рассеяния света. Снег состоит из огромного количества мелких ледяных кристаллов сложной формы. Каждый отдельный кристаллик льда прозрачен и бесцветен, как стекло. Однако когда луч света попадает в толщу снега, он не проходит насквозь. Он многократно преломляется и отражается на бесчисленных границах между кристаллами льда и воздухом. Свет как бы "блуждает" между кристаллами и в итоге рассеивается во все стороны. Важно, что этот процесс (диффузное отражение) происходит практически одинаково для света всех цветов. В результате смесь всех цветов радуги, составляющая белый свет, отражается от снега и попадает к нам в глаза, поэтому мы и видим снег белым. Тот же эффект можно наблюдать, если растолочь в порошок прозрачное стекло или сахар.

Ответ: Снег белый, потому что его сложная структура из множества ледяных кристаллов рассеивает (диффузно отражает) свет всех цветов. Сажа черная, потому что ее частицы (углерод) поглощают практически весь падающий на них свет.