雪为什么是白色的？| No.140_风闻
中科院物理所-中科院物理所官方账号-2019-02-01 13:17
原创：中科院物理所
忽如一夜春风来
千树万树梨花开
这首诗小伙伴们都很熟悉
岑参一句奇思妙想勾勒出辽阔的雪景
以花喻雪，神来之笔
佳节将至
你那里下雪了吗
1
Q
为什么温水瓶内胆真空可以保温，但是太阳的温度却可以穿越那么远的真空传到地球？
by 佚名
A
热量的传播有三种途径，对流，热传导和辐射。热导率高的固体（铜、铁等金属），主要通过热传导来实现热量的传播，流体物质（如液态水，空气等）主要通过对流来传导热量 。有限温度的物体，都会通过热辐射向外散发能量，而且辐射功率与温度正相关。热传导与对流， 均需要通过介质传递热量，而辐射是通过电磁波，不需要额外介质。
太阳具有很高的温度，通过辐射（阳光）可以将能量在真空中传播。暖瓶中的热水，主要通过对流向外散失。暖瓶内胆夹层抽成真空，可以有效减弱对流，阻止热量散失。实际上热水也会通过热辐射进行散热，不过效率不高。而且内胆表面光洁，夹层也涂有一层反光物质，具有较高反射率，这在一定程度上阻止了热辐射带来的能量散失。
By 可爱的你
2
Q
水蜘蛛为什么不会沉下去？
by 张银辉
A
水中物体，受到的浮力等于排开水的重量。所以对于实心物体，其密度大于水的密度，浮力无法支撑其重力，物体下沉。反之，物体则漂浮在水面上。但有一些情况例外，小心放置密度比水大的小物件（如回形针，硬币等）于水面，他们也会漂浮在水面上。这里的浮力便不足以漂浮小物件，而使其漂浮的便是另外的力--表面张力（顾名思义，这个力只有液体表面存在，液体内部是不存在的）。像水球的形状，毛细现象等，均与表面张力有关。
水蜘蛛之所以会漂浮在水面上，使是充分利用了水的表面张力。一方面，水蜘蛛腿部狭长，使其自身重量被有效分散。另一方面，这类动物一般使表都有一层拒水绒毛，使其身体始终处于水的表面。
By 可爱的你
3
Q
晚上睡觉时灯已经关了，可为什么却还是微微发亮？
by 平行宇宙。
A
如果是节能灯的话，那么这些微微光亮就是荧光粉的辉光，是剩余的受激电子跃迁放出的光。不过这些辉光持续时间不会太久。
这里简单说明一下节能灯的发光原理。节能灯内有灯丝，并充有一些氩气，汞等。灯管内表面附著一层荧光粉。节能灯通电时，灯丝发热并发射电子，通过复杂碰撞，最终使汞原子能级跃迁，汞原子能级跃迁过程中放出紫外线，紫外线使荧光粉内电子受激发到高能级，高能级电子向基态跃迁发出可见光。节能灯断电时，荧光粉还有部分处于激发态，这些激发态向基态跃迁过程中将持续发光小段时间。
但如果是LED灯并且晚上长时间发光，那一定是装修时将开并接在了零线上，LED灯直接与火线联通，导致其内部依然有微弱电流通过。
By 可爱的你
4
Q
金星为什么昼夜温差大！
by 佚名
A
首先纠正一点，金星的昼夜温差不是很大，太阳系中昼夜温差最大的行星是水星。影响行星星体体表昼夜温差的主要因素是该星体的体表大气层。如果行星（如水星）裸露，那么阳光将直接照射到行星阳面，阳面体表温度急剧上升。 而阳光照射不到的阴面，温度会急剧下降，造成极大昼夜温差。水星的昼夜温差就极大，有610 度之多。
而如果行星表面有一层大气层（如地球），大气层就会如同一件衣服一样给行星保温。大气层会在白昼时散射阳光，阻止阳光直接照射到星体表面，使温度不至升太高。黑夜时又可以有效阻止热量散失，使温度不致下降太多。
金星不仅有"衣服"，这件衣服还是件羽绒服。金星的大气层含大量二氧化碳，以致其温室效应明显，地表温度较高。
By 可爱的你
5
Q
荷叶遇水滚动的原理是什么？
by ocean
A
题主想问的应该是水珠在荷叶上滚动的原理吧？如图所示
这是由于荷叶表面的强疏水性。
荷叶表面有一层茸毛和一些微小的蜡质颗粒，这些均是纳米级别。水在这些纳米级别的颗粒上不漫延，不浸润，以致荷叶表面的水会在其自身表面张力的作用下形成水珠。由于荷叶表面的这种强疏水性，水珠与表面夹角会大于150度，只要受力不平衡，水珠很容易滚动。
由于荷叶上的水珠很容易滚动，会有一种"荷叶效应"产生。这是一种自清洁效应，滚动的水珠很容易带走荷叶表面的灰尖，使荷叶处于"出淤泥而不染"的洁净状态。
By 可爱的你
6
Q
雪为什么是白色的？
by lzayoi
A
某知名动漫中有一个很中二很浪漫的回答，雪为什么是白色的？因为它忘记了自己的颜色……
六角冰晶，图片摘自《边缘奇迹，相变和临界现象》
嗯，实际上它不是忘记了自己的颜色，它本身就没有什么颜色。我们知道液态的水是无色透明的。其单晶（干净的冰块）也是无色透明的，干净的冰有强透光性，光线能穿过冰块继续传播（有一定的偏折），故而我们可以透过冰块看到物体。
单晶形态的雪花也是透明的，如图。而我们看到的雪，是多片单晶组成的多晶。这多晶形态就比较复杂了，其内部有多个晶面，光在其中传播会被多次折射反射，而最终射出这个多晶的光，便是这些折射反射光的叠加，不再是入射时的样子了。而由于这些折射反射对各色光的效果相差无几，其叠加便是我们所见的白色了。就像把一整块冰摔一下，使其内部产生很多裂纹，这个时候冰也不再透明，看上去是白色的。其原理是一样的 。
By 可爱的你
7
Q
过冷水为什么不会凝结？
by 周靖坤
A
水结冰，需要两个过程，一是冰核形成，二是冰晶生长。当然，这两个过程都需发生在温度低于熔点。当水的温度低于熔点时，水并不会立即结冰，它还需要冰核。污染物和颗粒可以作为冰核，所以不太干净的水总是更容易结冰。在非常洁净的水中，便需要水分子自身形成冰核。
由于水独特的热力学性，在没有涨落的情况下（静置），没有水分子愿意率先"组队"当这个"出头鸟"，没有冰核，冰晶就不会生长，也就不会结冰了。因此虽然温度很低，但不结冰，水处于过冷状态。
By 可爱的你