თოვლი ათეთრებს ზამთარს, თითქოს მალავს შემოდგომის სიბნელესა და ჭუჭყს, ამიტომაც მოაქვს ამდენი სიხარული. ბავშვებს განსაკუთრებით უყვართ იგი. მათთვის თოვლი ზამთრის ერთ-ერთი მთავარი გართობაა. ბავშვები მისგან ქმნიან ციხე-სიმაგრეებს და თოვლის კაცებს, სრიალებენ მასზე თხილამურებით და სრიალებენ, ან უბრალოდ საათობით ტრიალებენ მასში ყოველგვარი აშკარა დანიშნულების გარეშე. გასაკვირი არ არის, რომ დგება დრო, როდესაც ბავშვები იწყებენ მშობლების კითხვას, რატომ არის თოვლი თეთრი.

სინათლის ბუნება და მისი როლი

ამ კითხვაზე ამომწურავად და ნათლად პასუხის გასაცემად, მოზრდილებს უნდა ჰქონდეთ გარკვეული ცოდნა სინათლის, ფერის აღქმისა და თოვლის შესახებ. მაგრამ ჩვენ უნდა დავიწყოთ ხილული სინათლით. ირგვლივ ყველაფერი გაჟღენთილია ელექტრომაგნიტური ტალღებით, მაგრამ ადამიანებს მათი მხოლოდ მცირე ნაწილის დანახვა შეუძლიათ. სპექტრის ხილული ნაწილი შედგება ტალღებისგან, რომელთა სიგრძეა 550-დან 630 ნანომეტრამდე.

ყველაფერი ამ ვიწრო სპექტრის მიღმა რჩება უხილავი ადამიანის თვალისთვის. მართალია, ტალღებს სხვა გრძნობებიც გრძნობს, მაგალითად, ულტრაიისფერი გამოსხივება არ ჩანს, მაგრამ ის ათბობს კანს და შეიძლება დაწვას კიდეც, თუ დიდხანს დარჩებით მზიან სანაპიროზე.

ხედვა ბუნების ფასდაუდებელი საჩუქარია, რომლის წყალობითაც ადამიანებს აქვთ შესაძლებლობა შექმნან არსებობის სტაბილური სურათი და გაიგონ სამყარო. თუმცა სინათლის გარეშე ადამიანის ხედვა უსარგებლო იარაღად იქცევა. ამის ჩვენება ადვილია თქვენს შვილს ოთახში შესვლით, სადაც ფანჯრები არ არის, მაგალითად, აბაზანაში. სანამ შუქი ჩართულია, ირგვლივ საგნები ჩანს, მათი ფერები გამოირჩევა. მაგრამ როგორც კი შუქი ჩაქრება, ოთახი ჩაძირულია გაუვალ სიბნელეში, ყველა ნივთი და ფერი წყვეტს არსებობას ხედვისთვის, სანამ ისინი კვლავ განათდებიან მზეზე, ცოცხალი ცეცხლით ან ელექტრო ნათურით.

როდესაც რუსს ზამთრის წარმოდგენას სთხოვენ, პირველი, რასაც ის ხედავს მის წარმოსახვაში არის თოვლი, თოვლივით თეთრი საფარი, რომელიც ირგვლივ ყველაფერს ფარავს. ისე მიჩვეულები ვართ თოვლის ფერს, რომ არც კი ვფიქრობთ, რატომ არის თოვლი. თეთრი.

რატომ არის თოვლი თეთრი

ყველა ფერი, რომელსაც ჩვენ აღვიქვამთ, დამოკიდებულია მზის სხივებზე. შავი ობიექტები მთლიანად შთანთქავენ მზის შუქს, რის გამოც ჩვენ მათ შავებად აღვიქვამთ. და თუ ობიექტი მთლიანად ირეკლავს მზის სხივს, მაშინ ფერი თეთრი გვეჩვენება.

ზუსტად რა არის თოვლი? ეს არის გაყინული წყალი, ყინულის ექვსკუთხა ნაჭრები. და წყალი და ყინული უფეროა. რატომ არის თოვლი თეთრი მაშინ? ყინული რჩება უფერო, რადგან ის ყველაფრის საშუალებას იძლევა მზის სხივი. და ყოველი ფიფქი მთელ სინათლეს თავისთავად გადასცემდა და არც ფერი ექნებოდა. მაგრამ ფიფქები, როგორც წესი, შემთხვევითი მოძრაობით ეცემა ერთმანეთს. და უკვე ერთად ისინი გახდებიან გაუმჭვირვალე, მაგრამ თეთრი.

იმის გასაგებად, თუ რატომ არის თოვლი თეთრი, რატომ ირეკლავს ის მზის სხივებს, უნდა გადავხედოთ თოვლის შემადგენლობას. თოვლი წარმოიქმნება ფიფქებისგან, ხოლო ფიფქები წარმოიქმნება კრისტალების დიდი რაოდენობით. ეს კრისტალები არ არის გლუვი, მაგრამ აქვთ კიდეები. ეს არის პასუხი ჩვენს კითხვაზე, რატომ არის თოვლი თეთრი? სწორედ კიდეებიდან აისახება მზის შუქი.

ატმოსფეროში წყალი არის ორთქლი, ის იყინება და იქმნება გამჭვირვალე კრისტალები. ჰაერის მოძრაობის გამო კრისტალები თავისუფლად მოძრაობენ მაღლა და ქვევით ამ ქაოტურ მოძრაობაში კრისტალები ერთმანეთთან არის დაკავშირებული. და როდესაც ძალიან ბევრი კრისტალები საბოლოოდ შეიკრიბება, მაშინ ისინი იწყებენ მიწაზე დაცემას ნაცნობი ფიფქების სახით.

გამოდის, რომ თოვლის ფერი თეთრია, რადგან მზის სინათლე, რომელსაც ის ირეკლავს, თეთრია. იფიქრეთ, თუ მზის სხივი გახდება მწვანე ან ყვითელი, მაშინ თოვლის ფერი იგივე იქნება. რა თქმა უნდა, ბევრმა შეამჩნია, რომ მზის ამოსვლის ან მზის ჩასვლის დროს, გვეჩვენება, რომ მზის სხივები ვარდისფერდება და ამ მომენტში თოვლი ვარდისფრად გვეჩვენება.

თოვლი სხვა ფერში მოდის?

ვის შეუძლია ამ აბსურდულ კითხვაზე დადებითი პასუხის გაცემა?! არ უარყოთ ეს იდეა მაშინვე. ფაქტიურად ისიც მოხდა, რომ ფერადი თოვლი მოვიდა. მაგალითად, ჩარლზ დარვინმა ერთხელ აღწერა ერთი მსგავსი შემთხვევა. ეს მოხდა მისი ერთ-ერთი ექსპედიციის დროს. ჯორების ჩლიქებს რომ შეხედა, ჩარლზ დარვინმა დაინახა, რომ ისინი წითელი ლაქებით იყო დაფარული. ეს მაშინ მოხდა, როცა ჯორები ჩამოვარდნილ თოვლში გადიოდნენ. გაირკვა, რომ წითელი თოვლი წარმოიქმნა ჰაერში წითელი მტვრის არსებობით იმ დროს, როცა თოვლი დაიწყო.

ცალკეული ფიფქის ყურადღებით შესწავლისას, ხედავთ, რომ ის გამჭვირვალეა. მაგრამ თოვლი, რომელიც შედგება ათასობით და ათასობით გამჭვირვალე ფიფქისგან, თეთრია. როგორ ხდება ეს?

ფაქტია, რომ სინათლეს აქვს სხვადასხვა ტალღის სიგრძე. თითოეულ ტალღის სიგრძეს აქვს თავისი ფერი. ფერების განაწილება ტალღის სიგრძის მიხედვით შეგიძლიათ იხილოთ ქვემოთ მოცემულ სურათზე.

ზოგიერთ მასალას შეუძლია აითვისოს გარკვეული ტალღის სიგრძე, ზოგი კი ასახავს მათ. ამიტომ ობიექტებს განსხვავებული ფერები აქვთ. მაგალითად, ზოგიერთი მასალა ასახავს მოკლე ტალღის სიგრძეს ლურჯი ფერისდა უფრო გრძელი ტალღები შეიწოვება, ამიტომ ჩვენ ვხედავთ ლურჯ ობიექტს. სხვა მასალები წითელია, რადგან ისინი ასახავს მხოლოდ წითელისთვის დამახასიათებელ ტალღის სიგრძეს. მასალა, რომელიც ასახავს მასზე მოხვედრილ ყველა ტალღას, გამოჩნდება თეთრი, ხოლო მასალა, რომელიც შთანთქავს ყველა ტალღას, გამოჩნდება შავი.

თოვლი, როგორც მოგეხსენებათ, გაყინული წყალია. თუ წყალს დააკვირდებით, ხედავთ, რომ ის გამჭვირვალეა, რაც იმას ნიშნავს, რომ მასში სინათლის ტალღები გადის. ამიტომ გასაკვირი არ არის, რომ ფიფქი გამჭვირვალეა. თუ სინათლის სხივს გადაავლებთ ერთ ფიფქში, ის არ აირეკლება, მაგრამ ყინულის უმცირეს კრისტალებში გავლისას ის კუთხით იბრტყელება. ტყუილად არ ამბობენ: „ორი ფიფქი არ არის ერთნაირი“, რადგან ყველას აქვს მრავალფეროვანი და უნიკალური ფორმა. როდესაც სხივი სხვა ფიფქს ეჯახება, ის კვლავ ირღვევა რაღაც კუთხით, შემდეგ ისევ და ისევ და ასე შემდეგ, სანამ არ მოხვდება ჩვენს ბადურაზე და ჩვენი ტვინი მიღებულ ინფორმაციას თეთრ ფერად განმარტავს.

ახლად დაცემული და თავისუფალი თოვლი არღვევს სინათლის ტალღებს, სანამ ისინი უკან არ აირეკლება, რის გამოც ის სრულიად თეთრი ჩანს. მაგრამ ზოგჯერ სუფთა თოვლზეც კი შეგიძლიათ შეამჩნიოთ მოლურჯო ელფერი. ამ შემთხვევაში ყველაფერი დამოკიდებულია ჩამოვარდნილი თოვლის სიმკვრივეზე (თუ გამოვრიცხავთ მინარევების არსებობას). თუ ის საკმარისად ფხვიერია, მაშინ სინათლის გრძელი ტალღები ოდნავ ღრმად შეაღწევს მას, ხოლო მოკლე, ძირითადად ლურჯი, ზედაპირზე რჩება. ეს არის ზუსტად ის, რასაც ჩვენ ვაკვირდებით.

ილუსტრაცია: depozitphotos.com

თუ შეცდომას იპოვით, გთხოვთ, მონიშნეთ ტექსტის ნაწილი და დააწკაპუნეთ Ctrl+Enter.

ოდესმე დაფიქრებულხართ, რატომ არის თოვლი თეთრი? ყოველივე ამის შემდეგ, როდესაც თოვლი დნება, ის წყალში იქცევა და წყალი სუფთაა. რატომ არის თოვლი თეთრი?

ცოტა ფერის შესახებ

სხვადასხვა ნივთს სხვადასხვა ფერი აქვს. მზის ან სხვა სინათლის წყაროდან ხილული შუქი შედგება მრავალი ტალღის სიგრძისგან. ჩვენი თვალები აღიქვამს სხვადასხვა ტალღის სიგრძეს, როგორც სხვადასხვა ფერები.

სხვადასხვა ობიექტს აქვს განსხვავებული ფერი, რადგან ცალკეულ ნაწილაკებს (მოლეკულებს და ატომებს), რომლებიც ქმნიან ობიექტს, აქვთ სხვადასხვა ვიბრაციის სიხშირე.

როდესაც სინათლე ურთიერთქმედებს ობიექტთან, ტალღის სიგრძე, რომელსაც ობიექტი აირეკლავს ან შთანთქავს, განსაზღვრავს რა ფერს აღიქვამს ჩვენი თვალები. როდესაც ობიექტი ირეკლავს მზის შუქის ყველა ტალღის სიგრძეს, რომელიც ხილულ სპექტრშია, ობიექტი თეთრად გამოიყურება.

როდესაც ვხედავთ სახანძრო მანქანას, ის წითელია, რადგან მასზე არსებული საღებავი ასახავს ხილული სპექტრის წითელ რეგიონში გარკვეულ ტალღის სიგრძეს და შთანთქავს სხვა ტალღის სიგრძეებს.

წყალს თუ შევხედავთ, გამჭვირვალეა. ეს ნიშნავს, რომ სინათლის ტალღის სიგრძე გადის მასში, ვიდრე თქვენს თვალებში აირეკლება.

თუ ინდივიდუალურ ფიფქს შეხედავთ, ის ასევე თითქმის გამჭვირვალეა. მაგრამ როცა ვხედავთ თოვლს, ანუ ფიფქების დიდ კონცენტრაციას, მაშინ მთელი სინათლე აირეკლება და არ გადის მათში. და ჩვენ ვხედავთ თოვლს თეთრად.

აქ მთავარი ფაქტორია სინათლის ურთიერთქმედება რთული ფიფქების მასასთან და ჰაერთან, რომლებიც ქმნიან თოვლს. ფიფქებს რთული და მრავალფეროვანი ფორმები აქვთ. როდესაც სინათლე ფიფქს (ყინულის კრისტალს) ხვდება, ის ხვდება მოსახვევს და ეჯახება სხვა ყინულის კრისტალს, შემდეგ მეორეს და ა.შ. პროცესი გრძელდება მანამ, სანამ სინათლე არ აირეკლავს თოვლს, ვიდრე პირდაპირ არ გაივლის მას მიწაზე.

თუ თოვლში ჭუჭყიანია, მაშინ ტალღების ნაწილი შეიწოვება და ჩვენ დავინახავთ ამ ჭუჭყს. მაგრამ თუ თოვლი სუფთაა, მაშინ სინათლის ტალღების უმეტესობა საბოლოოდ აისახება და დავინახავთ თოვლივით თეთრ თოვლს.

თქვენ შეიძლება შეამჩნიეთ, რომ ზოგჯერ თოვლს ასევე შეიძლება ჰქონდეს მოლურჯო ან ლურჯი ელფერი. თოვლი თეთრია, როდესაც სინათლე ყინულის კრისტალებით მხოლოდ ოდნავ აირეკლება დიდი რიცხვიჯერ თოვლში ღრმად შეღწევის გარეშე. თუ გადავხედავთ თოვლის პატარა გროვას, ის თეთრი იქნება, რადგან თითქმის ყველა ხილული სინათლეაისახა.

განსხვავებული სიტუაციაა სინათლეზე, რომელიც არ აირეკლება, მაგრამ აღწევს თოვლში. როდესაც ეს სინათლე თოვლში შეაღწევს, ყინულის კრისტალები ფანტავს დიდი რაოდენობით სინათლეს. რაც უფრო ღრმად აღწევს სინათლე, მით მეტი გაფანტვა ხდება.

ჩვენ ვხედავთ სინათლეს ზედა ფენები(დაახლოებით 1 სმ-მდე), ხოლო შიგნით ქვედა ფენებისინათლე იფანტება და შეიწოვება. სინათლისთვის, რომელიც უფრო ღრმად აღწევს, უფრო გრძელი ტალღები, რომლებიც არსებობს სინათლის სპექტრის წითელ ბოლოში, შეიწოვება, რის შედეგადაც ტოვებს უფრო მოკლე ტალღის სიგრძეებს სპექტრის ლურჯ ბოლოზე, რომლებიც აირეკლება უკან ჩვენთვის.

შეიძლება ითქვას, რომ ცისფერი შუქი ყველაზე ადვილად მოძრაობს ყინულში. აქ მნიშვნელოვანია გვესმოდეს, რომ სპექტრული შერჩევა ასოცირდება შთანთქმასთან და არა ასახვასთან, როგორც ეს ზოგჯერ ფიქრობენ.

ამ შემთხვევაში შეიძლება ვისაუბროთ თოვლზე, როგორც ფილტრზე, რომელიც სხვადასხვა ფერის გავლის საშუალებას აძლევს ან არ აძლევს. თუ თოვლის სანტიმეტრიანი ფენა გვაქვს, მაშინ მასში გადის მთელი სინათლე. თუ ეს არის მეტრი ან მეტი, მაშინ მასში მხოლოდ ლურჯი სინათლე გაივლის (იფანტება მასში). ანალოგია შეიძლება გაკეთდეს ფინჯან ყავასთან. როცა პირველად ვასხამთ, რაც მეტია, მით უფრო ბნელი ხდება.

კითხვა, თუ რატომ არის თოვლი თეთრი, ყველასთვის ნაცნობია ბავშვობიდან. მაგრამ ყველა ბავშვმა და ზრდასრულმაც კი არ იცის სწორი პასუხი, რატომ არის პატარა ფიფქები ლურჯი ან მწვანე. ყველამ იცის, რომ თოვლი არის გაყინული წყალი, უფრო სწორად ყინული. მაგრამ ვინაიდან ყინული გამჭვირვალეა და შეუძლია მასში სინათლის გადაცემა, რატომ არის თოვლის ნალექები, რომლებიც მიწას ფარავს, შორს არის გაუმჭვირვალე, მაგრამ აქვთ ძალიან მკაფიო ფერი?

გასულ საუკუნეებში, როდესაც არ არსებობდა ისეთი მოწინავე ტექნოლოგიები, რომლებიც ყველაფრის შესწავლის საშუალებას იძლეოდა ბუნებრივი პროცესებიმეცნიერები შეეჭიდნენ კითხვას, რატომ არის თოვლი თეთრი. თუმცა პასუხი ვერასდროს მოიძებნა. მხოლოდ მაშინ, როდესაც თოვლის შექმნის მთელი პროცესი თავიდან ბოლომდე გაირკვა, გაჩნდა გარკვეული ვარაუდები "თოვლის თეთრი საფარის" შესახებ.

ეს ყველაფერი იწყება იმით, რომ გავლენის ქვეშ თბილი მზის სინათლემდინარეებიდან, ტბებიდან და ზღვებიდან წყალი ორთქლად იქცევა და მაღლა ადის ატმოსფერულ ფენებში, სადაც ჭარბობს მუდმივი ყინვაგამძლე. თავის მხრივ, ორთქლი, რომელსაც აქვს თხევადი წყლის თვისებები, მაღალი ტემპერატურის გამო, იწყებს გამაგრებას და იქცევა ყინულის კრისტალებად. ეს არის ფიფქები, რომლებიც მზად არიან დროთა განმავლობაში მიწაზე ჩამოვარდნენ. უმეტესწილად, იმ ადგილებში, სადაც თბილია, ყინულის ნაჭრები სველი ნალექის სახით ცვივა, რომელიც ჯერ კიდევ ჰაერში დნება.

როგორ წარმოიქმნება თოვლი ახლა გასაგებია, მაგრამ რატომ ხდება, როდესაც ის მიწაზე ეცემა, მოულოდნელად თეთრი ხდება?

კითხვა აქტუალურია, რადგან ფიფქებს, ჯერ კიდევ ჰაერში ყოფნისას, აქვთ ისეთივე თვისებები, რომლებიც შუქს გადასცემენ საკუთარ თავს, როგორც ყინულს. მაგრამ ერთი რამ არ უნდა დაგვავიწყდეს: ლინზების კიდეები განლაგებულია ქაოტური კუთხით, რაც შემთხვევით არღვევს მზის შუქს და ისინი არ შთანთქავენ მას, არამედ გადასცემენ მას შემდგომში. და როდესაც ფიფქები იკრიბებიან "თოვლის თეთრ საბანში", მზის სხივები, რომლებიც ერთი ფიფქიდან მეორეზე გადაიტეხა, მთელ საფარს გადის. ბევრი სხივი აირეკლება ჩვენს თვალებში, რის გამოც ხშირად, როცა თოვლს უყურებ, გიწევს თვალის დახუჭვა. მზის შუქი ზედმეტად კაშკაშაა დაუცველი თვალებით აღქმისთვის.

მაგრამ მთლად სწორი არ არის დავსვათ კითხვა, რატომ არის თოვლი თეთრი, რადგან ის ყოველთვის არ არის "სუფთა". ხალხი მას ასე მხოლოდ მაშინ ხედავს, როცა მასზე მზის სხივები ეცემა. მაგალითად, მზის ჩასვლისას ის შეიძლება მოვარდისფრო გახდეს, ხოლო ყვითელი ფარნის შუქზე ოდნავ ნაცრისფერი იყოს, ისევე როგორც მოღრუბლულ ამინდში.

თოვლის ფერის შეცვლა შესაძლებელია ჰაერის ფენებშიც, როდესაც ფიფქები ახლახან იწყებენ „მიწაზე ცვენას“. მაგალითად, ხეებისა და ყვავილების სხვადასხვა მტვერი, მშრალი მიწის მტვერი ამოდის და ჰაერის ნაკადებში ხვდება თოვლის მარცვლებს. თუ ასეთ თოვლს დნობის დრო არ აქვს და დაცულია პატარა საფარით, მაშინ მის ფერს, რა თქმა უნდა, განსხვავებული ჩრდილები ექნება. ამ პირობებში, კითხვა, თუ რატომ არის თოვლი თეთრი, შეუსაბამოა.

თუმცა, ფიფქები არ არის მხოლოდ ყინულის ნაჭრები, რომლებიც ქაოტურად დაფრინავენ ქვემოთ, რომლებმაც გაურკვეველი მიზეზების გამო გადაწყვიტეს მიწის დაფარვა „თეთრი საბანით“.

თოვლის ძირითადი თვისებებია დედამიწის დაცვა სიცივისგან სქელი საბანით დაფარვით. დიახ, დიახ, პარადოქსულად მოგეჩვენებათ მოსავლისა და ნიადაგის გაყინვისგან გათბობა და დაცვა, მაგრამ ეს ასეა. მას აქვს ცუდი თბოგამტარობა, რაც საშუალებას აძლევს მას შეიცავდეს მიწიდან გამომავალ სითბოს და შექმნას "თერმული ბალიში". ტყუილად არ არის, რომ იგლუები აშენდა შორეული ჩრდილოეთის მაცხოვრებლების მიერ. ყინული, როგორც თოვლი, კარგად ინარჩუნებს სითბოს, ქმნის უნიკალურს ხელსაყრელი პირობებისიცოცხლისთვის.

არ უნდა დაგვავიწყდეს ის ფაქტი, რომ ფიფქების ზომა დამოკიდებულია ამინდის პირობებიფანჯრის გარეთ. თუ საკმარისად ცივია, ყინულის ფანტელები პატარაა, თითქმის უხილავი. მაგრამ თუ მზე ანათებს და ჰაერი არც ისე ცივია, მაშინ ფიფქის ზომა შეიძლება რამდენიმე სანტიმეტრს მიაღწიოს. ასე რომ, 1944 წელს მოსკოვში ათი სანტიმეტრიანი "ყინულის მარცვალი" დაეცა.