Warum ist Schneewittchen?

Warum ist schneeweiß, wenn das Wasser klar ist? Die meisten von uns erkennen, dass Wasser in reiner Form farblos ist. Verunreinigungen wie Schlamm in einem Fluss lassen Wasser viele andere Farben annehmen. Abhängig von bestimmten Bedingungen kann der Schnee auch andere Farben annehmen. Zum Beispiel kann die Farbe von Schnee, wenn sie verdichtet wird, einen blauen Farbton annehmen. Dies ist im blauen Eis der Gletscher üblich. Trotzdem erscheint Schnee meistens weiß, und die Wissenschaft sagt uns, warum.

Abwechslungsreiche Farben des Schnees

Blau und Weiß sind nicht die einzigen Farben von Schnee oder Eis. Algen können auf Schnee wachsen und ihn roter, orangefarbener oder grüner erscheinen lassen. Verunreinigungen im Schnee lassen ihn in einer anderen Farbe wie Gelb oder Braun erscheinen. Schmutz und Trümmer in der Nähe einer Straße können Schnee grau oder schwarz erscheinen lassen.

Anatomie einer Schneeflocke

Wenn wir die physikalischen Eigenschaften von Schnee und Eis kennen, können wir die Farbe des Schnees besser verstehen. Schnee ist winzige Eiskristalle zusammengeklebt. Wenn Sie einen einzelnen Eiskristall für sich betrachten würden, würden Sie sehen, dass er klar ist, aber Schnee ist anders. Wenn sich Schnee bildet, sammeln sich Hunderte winziger Eiskristalle zu den uns bekannten Schneeflocken. Schneeschichten auf dem Boden sind meistens Lufträume, da sich in den Taschen zwischen flauschigen Schneeflocken viel Luft befindet.

Eigenschaften von Licht und Schnee

Reflektiertes Licht ist der Grund, warum wir überhaupt Schnee sehen. Sichtbares Licht der Sonne besteht aus einer Reihe von Lichtwellenlängen, die unsere Augen als unterschiedliche Formen und Farben interpretieren. Wenn Licht auf etwas trifft, werden verschiedene Wellenlängen absorbiert oder zu unseren Augen reflektiert. Wenn Schnee durch die Atmosphäre fällt, um auf dem Boden zu landen, wird Licht von der Oberfläche der Eiskristalle reflektiert, die mehrere Facetten oder "Gesichter" haben. Ein Teil des Lichts, das auf Schnee trifft, wird gleichmäßig in alle Spektralfarben zurückgestreut. Da weißes Licht aus allen Farben des sichtbaren Spektrums besteht, nehmen unsere Augen weiße Schneeflocken wahr.

Niemand sieht eine Schneeflocke auf einmal. Normalerweise sehen wir Millionen von Schneeflocken auf dem Boden. Wenn Licht auf den Schnee trifft, gibt es so viele Orte, an denen Licht reflektiert werden kann, dass keine einzelne Wellenlänge konsistent absorbiert oder reflektiert wird. Daher wird das meiste weiße Licht der Sonne, das auf den Schnee trifft, als weißes Licht reflektiert, sodass wir auch weißen Schnee auf dem Boden wahrnehmen.

Schnee besteht aus winzigen Eiskristallen, und Eis ist durchscheinend und nicht transparent wie eine Fensterscheibe. Licht kann nicht leicht durch Eis dringen und ändert die Richtungen oder reflektiert die Winkel der Innenflächen. Da das Licht im Kristall hin und her prallt, wird ein Teil des Lichts reflektiert und ein Teil absorbiert. Die Millionen von Eiskristallen, die in einer Schneeschicht aufprallen, reflektieren und Licht absorbieren, führen zu neutralem Boden. Das heißt, es ist nicht erwünscht, dass eine Seite des sichtbaren Spektrums (rot) oder die andere Seite (violett) absorbiert oder reflektiert wird, und all diese Reflexionen summieren sich zu Weiß.

Die Farbe der Gletscher

In den Eisbergen, die durch Ansammlung und Verdichtung von Schnee entstanden sind, sehen die Gletscher oft eher blau als weiß aus. Während angesammelter Schnee viel Luft enthält, die die Schneeflocken trennt, unterscheiden sich die Gletscher, da Gletschereis nicht mit Schnee identisch ist. Schneeflocken sammeln sich an und werden zusammengepackt, um eine feste und bewegliche Eisschicht zu bilden. Ein Großteil der Luft wird aus der Eisschicht gepresst.

Das Licht biegt sich, wenn es in tiefe Eisschichten eindringt, wodurch immer mehr vom roten Ende des Spektrums absorbiert werden. Wenn rote Wellenlängen absorbiert werden, stehen mehr blaue Wellenlängen zur Verfügung, um sie in Ihre Augen zu reflektieren. Somit erscheint die Farbe des Gletschereises dann blau.

Experimente, Projekte und Lektionen

Pädagogen und Schülern stehen tolle schneewissenschaftliche Projekte und Experimente zur Verfügung. Darüber hinaus finden Sie in der Physik-Zentralbibliothek einen wunderbaren Stundenplan zum Verhältnis von Schnee und Licht. Mit nur minimaler Vorbereitung kann jeder dieses Experiment auf Schnee durchführen. Das Experiment wurde nach dem Vorbild von Benjamin Franklin durchgeführt.