¿Por qué el agua en la regla 28/20 es azul?
El espectro de absorción UV-visible del agua en la región de luz visible. Como puede verse, la absorción de agua es significativamente mayor en la zona roja, por lo que el agua debería aparecer azul.
¡Generalmente se acepta que el agua es obviamente incolora! Por ejemplo, si tomo un vaso de agua, parece incoloro. ¡Eso es simplemente porque el agua que vemos en la vida diaria es demasiado poco profunda! Entonces el azul no es lo suficientemente obvio. Si tienes una piscina profunda con azulejos blancos, podrás ver cómo el agua se vuelve azul cuando la llenas de agua.
¿Por qué el agua es azul? Esto se debe a que el agua absorbe ligeramente la luz roja; esta absorción proviene de las vibraciones moleculares del agua. En términos generales, las moléculas vibran en la región infrarroja y no son absorbidas en la región de la luz visible; sin embargo, si se superponen múltiples modos de vibración molecular, se puede alcanzar la región de la luz visible; Por ejemplo, las moléculas de agua gaseosa tienen tres modos de vibración (
,
,
) en los números de onda 3650, 1595 y 3755. Por ejemplo, en agua líquida, se superponen cinco modos de vibración (
), y su absorción correspondiente está a 660 nm[2], que es la región de luz roja. Otras combinaciones también tendrán diferentes longitudes de onda de absorción, pero cuantas más veces se superpongan, menor será la probabilidad de que ocurran. Debido a que la luz azul tiene mayor energía y necesita superponerse más veces, la absorción en el área de luz azul es mucho menor que en el área de luz roja [3]. Después de absorber más luz de otros colores, aparecerá azul porque la tasa de absorción aún es relativamente baja (debido a que se superponen varios modos de vibración), el color es muy claro;
La absorción de armónicos se producirá en la región de luz visible. Cuanto mayor sea el orden, menor será la probabilidad de que ocurra. Por lo tanto, la probabilidad de absorción de la región de luz azul de mayor energía es mucho menor que la de la región de luz roja, lo que da como resultado el espectro UV-visible que se muestra en la primera imagen.
Además, ¿la capacidad de agua de la bañera de casa puede igualar la profundidad del color? Según los datos de UV-VIS que publiqué, el coeficiente de absorción por encima de 700 nm es de aproximadamente 3/m, por lo que la longitud de atenuación correspondiente es de aproximadamente 33 cm. Por lo tanto, siempre que la profundidad del agua alcance más de 33 cm, se puede ver un color azul muy claro; el coeficiente de absorción cerca de 630 nm es de aproximadamente 0,3/m y la longitud de atenuación correspondiente es de 3,3 metros. Entonces, si desea tener un color azul más obvio, la profundidad debe ser de más de 3 metros.
Resumen: El agua pura en sí misma es azul. El agua que normalmente ves es demasiado pequeña y el color azul es demasiado claro para ser visto. Y tu bañera es relativamente profunda, por lo que puedes ver el color azul claro. Si hay mucha agua, como el mar, se puede ver un color azul más intenso (por supuesto, el agua del mar tiene que ser más pura).
En mi otra respuesta, mucha gente está debatiendo si el mar es azul debido a lo que yo llamo absorción de vibraciones moleculares o dispersión de Rayleigh. Me gustaría citar el contenido sobre por qué el océano es azul de la página web de divulgación científica de la Universidad de California, Santa Bárbara (UCSB)[4]. Dicen:
El océano no es azul por la dispersión. En cambio, el océano es azul (como lo es el agua pura) debido a la absorción selectiva. En la luz visible, las longitudes de onda visibles más largas son las más absorbidas (rojo-naranja, 600-700 nanómetros), seguidas de las longitudes de onda visibles de longitud media (amarillo-verde, 500-600 nanómetros) y, finalmente, las longitudes de onda visibles cortas (azul). -violeta, 400 nanómetros) -500 nm). Esto explica por qué el agua muy pura, sin muchas partículas, tiene un color azul oscuro.
Mi traducción simple: el océano no es azul debido a la dispersión (Rayleigh); parece azul debido a su espectro de absorción, la misma razón por la que el agua parece azul. En la región de la luz visible, la luz roja y naranja de longitud de onda larga son las que más se absorben, seguidas de la luz amarilla y verde de longitud de onda media, mientras que la luz azul y violeta de longitud de onda corta son las menos absorbidas. Esto también explica por qué el agua muy pura y sin partículas aparece de color azul oscuro.
Además, algunas personas creen que el océano es azul porque refleja el azul del cielo. Un artículo de divulgación científica escrito por un profesor de oceanografía mencionaba [5]
Un error común es creer que el océano es azul porque el cielo se refleja en su superficie. Esto no es cierto, pero se creía que era cierto hace décadas. La verdadera razón por la que el océano es azul es porque el agua, el agua pura, es azul.
Un error común acerca de por qué el océano es azul es que la superficie del océano refleja el azul del cielo. Todo el mundo pensaba eso hace décadas, pero hoy sabemos que está mal.
La verdadera razón es que el mar es azul porque el agua pura es azul.
Entonces la UCSB y este profesor de oceanografía tenían la misma explicación que yo: que el mar es azul principalmente debido a la absorción de luz visible causada por los matices de vibración molecular mencionados en el artículo.
Además, el Manantial Azul de Nueva Zelanda es el arroyo más puro de la naturaleza y es azul [6].