Dipl. ing. Drago I. Dragović dragovic@net.yu

Kalendar kroz istoriju Molim te objasni mi Popust

31. avgust. 2008.

Zašto je sneg beo? Čini ga zapravo voda, a ona je bezbojna. Na koji onda način voda postaje bela samim činom zaleđivanja?

Još od malena sam prosto opčinjen snegom. Sećam se, recimo, vremena kada je Sava ispod Savskog mosta bila zaleđena i kada se moglo kolima preći preko nje na novobeogradsku stranu, ali i vremena kada je sneg veselo padao danima, parališući svaki saobraćaj u gradu, ali ne i naš, dečiji, sa sankama.

Možda (i) zbog toga, već sam u više mahova pisao o snegu. Zato evo još jednog zanimljivog teksta o njemu, kroz koji ću pokušati da upoznam čitaoce i sa nekim od postulata fizike.

Kao prvo, hajde da vidimo šta to znači kada se za sneg, ali i bilo šta drugo, kaže da je "beo".

Svako od nas je do sada makar sto puta čuo da bela svetlost podrazumeva prisustvo svih boja. Ali u isto vreme, neki drugi kažu da belo uopšte i nije boja, već upravo predstavlja odsustvo bilo kojeg kolora. Koristimo belilo da bi odstranili neku boju sa veša i izbelili ga, zar ne? Dakle, kako je onda moguće da belo predstavlja u isto vreme i sve boje i nešto bez boje?

Odgovor leži u činjenici da te dve grupe dobronamernih ljudi govore zapravo o dve različite stvari: jedni misle na belu svetlost, a drugi misle na beli predmet.

Bela svetlost, ona sveprisutna oko nas, koja dopire sa Sunca, predstavlja zapravo miks svih mogućih boja – svih vidljivih talasnih dužina. Budući da smo mi kao vrsta "odrasli" uz sunčevu svetlost koja je za nas prirodna, neutralna, svakodnevna svetlost, nazvali smo je "belom", rečju čiji je koren u indo–evropskoj reči koja je značila nešto "blještavo" ili "svetlo", tj. nešto apsolutno bez boje. Dakle, bela svetlost je svetlost bez boje – za ljudsko oko.

A onda, 1666. godine [1], ser Isaac Newton (1642–1727) je otkrio da je tu neutralnu svetlost moguće razložiti na spektar obojenih komponenti i to jednostavnim njenim propuštanjem kroz trouglasto parče stakla – staklenu prizmu. Zatim je dokazao da sve te boje stvarno postoje u originalnoj beloj svetlosti: projektovao ih je na zid i uverio se da njihovom kombinacijom stvarno dobija bela svetlost.

Njutn je bio ubeđen da je ideja da čitav spektar (on je i izmislio tu reč), ili dugine boje, podeli u sedam kategorija koje će biti analogne sa sedam muzičkih tonova u jednoj oktavi dobra. Za svoje kategorije boja odabrao je crvenu, narandžastu, žutu, zelenu, plavu, indigo, i ljubičastu. Nažalost, i danas, skoro tri ipo veka kasnije, u školama učimo da "duga ima sedam boja" – mada niko nikada nije video tu "indigo" boju.

U stvarnosti, u sunčevoj svetlosti postoji beskonačan broj boja – i vidljivih i nevidljivih ljudskom oku, baš kao što postoji beskonačan broj muzičkih tonova. Promenimo li talasnu dužinu svetlosti ili zvuka za samo jedan infinitezimalni iznos dobićemo novu boju ili ton, bez obzira da li mi to možemo da detektujemo ili ne. Na primer, postoje desetine različitih nijansi onoga što mi nazivamo "crvenom bojom", a taj broj je limitiran jedino (ne)sposobnošću našeg oka da razlikujemo više. Negde sam pročitao da je ljudsko oko u stanju da razlikuje oko 350.000 različitih nijansi boja. (Baš se pitam ko je to brojao...)

Beli predmet, za razliku od bele svetlosti, jeste beo zbog toga što on, kada bela svetlost padne na njega (obasja ga), potpuno reflektuje milijarde boja nazad ka našem oku, bez ikakve promene sastava te mešavine. Pošto njegovi molekuli ne apsorbuju vidljivu svetlost, nama izgleda kao da je predmet iste "boje" kao svetlost koja pada na njega: mi smo se dogovorili da je zovemo "belom". Predmet nema svoju sopstvenu boju.

Ali obojeni predmeti imaju svoju sopstvenu boju. Njihovi molekuli selektivno apsorbuju određene boje (talasne dužine) iz sunčeve svetlosti, a reterniraju (kakav teniserski izraz, a?) sve ostale kao jedan izmenjeni zajednički miks.

Zamisli jednog glumca na sceni, obučenog u belu majcu, sa crvenom kapom. Ako u njega uperimo crveni reflektor, čitav će nam izgledati crven, i kapa i majca. Razlog za to je što jedina svetlost koju i kapa i majca mogu da reflektuju ka nama jeste crvena. Nijedan deo na njemu ne može da reflektuje nekakvu plavu ili zelenu svetlost, jer jednostavno takvu svetlost ni ne dobija od reflektora.

Osvetlimo ga sada belim reflektorom. Crvena kapa će i dalje ostati crvena jer je takva priroda boje u njoj; tamo se nalaze određene hemikalije odabrane tako da apsorbuju sve druge boje iz bele svetlosti a reflektuju isključivo crvenu. Ali zato bela majca ne apsorbuje nijednu od boja reflektora; u sebi nema crvene boje. Majca jednostavno odašilje ka nama čitav miks boja sadržanih u svetlosti reflektora, što nama deluje kao belo.

Sada da se na brzinu vratim snegu, pre nego što padne novi

Sneg je beo zato što njegovi molekuli reflektuju ka nama sve boje iz sunčeve svetlosti koja ga obasjava. Ne apsorbuje nijednu određenu boju.

"Ali čekaj malo," reći će neko. "Pa ne sadržili i tečna voda iste te molekule H₂O? Zašto onda voda nije bela kao što je to sneg?"

Zato što je tečna voda slab "reflektor". Ako je zrak svetlosti pogodi pod pravim uglom, skoro sva svetlost prolazi kroz nju – "buši " je – i skoro ništa se ne odbija nazad. Drugim rečima, tečna voda je providna. A pošto se praktično ni jedna talasna dužina svetlosti ne odbija ka našem oku, nema ni beline.

Sneg, s druge strane, predstavlja odličan reflektor svetla – bez obzira kakva svetlost ga pogađa. Želiš da vidiš zeleni sneg? Nema problema: Zorkiću, upali zeleni reflektor! Odličan je reflektor zbog toga što, za razliku od tečne vode, koja pasivno dozvoljava da svetlost prodire kroz nju, sneg sadrži bezbrojne milijarde ledenih kristala, koji kao mali dragulji sa desetinama svojih faceta reflektuju svetlost poput majušnih ogledala. Sva ta bela svetlost koja se odbija ka našem oku, sa svim originalnim bojama nedirnutim, čine da sneg izgleda belji čak i od one glumčeve majce.

(05.09.2008.)

Komentar

07.09.2008.

Ja bih samo kratko nesto ispravio...

Na jednom mestu pise: \"Promenimo li talasnu dužinu svetlosti ili zvuka za samo jedan infinitezimalni iznos dobićemo novu boju ili ton, bez obzira da li mi to možemo da detektujemo ili ne.\"

Nije bas tako, ako se talasna duzina zvuka promeni za infinitezimalni deo, necemo dobiti novi ton, bar ne u muzickom smislu, potrebna je mnogo veca promena talasne duzine da bi se dobio novi muzicki ton, i jos nesto: ako se promeni talasna duzina za infinitezimalni deo to covekovo uho ne bi razlikovalo, prosecan covek jedva bi razlikovao promenu od 2-3%.

Tako da ne postoji beskonacan broj \"muzickih\" tonova, ali u redu je da mi to ne bi detektovali.

Eto, samo to malo da dodam.

Ljubomir

vrh