Когда в пористом материале содержится вода, свет проникает глубже. Если в сухом бетоне свет проникает только на 1мм вглубь, то в мокром, благодаря тому, что луч света многократно преломляется в воде, он проникает на трехмиллиметровую глубину. Это значит, что больше света поглотится и меньше отразится — в результате мы видим более темную поверхность. В случае с мокрой бумагой свет проникает на всю толщину бумаги и вылетает с другого конца, и видим мы прозрачный лист.
Тут уместно вспомнить, что гладкие материалы кажутся темнее, чем их шершавые версии. Если протереть шкуркой насыщенно красное пластмассовое ведерко, то оно превратится в невнятно розовое. Когда поверхность ровная, свет отражается от нее почти в одном направлении (потому там возможен яркий блик), но стоит нам нарушить эту гладкую структуру — и свет будет отражается хаотически во всех направлениях. И с какой бы стороны мы не посмотрели, получим примерно одинаковое количество света в глаз.
Тучи кажутся темными тоже из-за свойств света: ведь и темные, и светлые облака одинаково состоят из пара. Сверху облака всегда белые. Но если облако толще – свет больше рассеивается в нем и до основания доходит мало света, поэтому снизу, откуда мы обычно их наблюдаем, тучи выглядят темными. То есть, туча темнее облака не потому, что она мокрее, а потому что толще.
Почему мокрая ткань темнее сухой?
Такой банальный вопрос, но вы задумывались о том, почему мокрая поверхность темнее светлой? Работает ли это со всеми вещами и главное, почему так происходит?
К примеру, если смочить металлическую поверхность, то ничего не произойдёт — алюминий останется того же цвета, что и был до этого. Пластик, стекло и покрытое краской дерево также не будут темнеть при смачивании.
Но вот дерево, бетон, ткани прекрасно темнеют. Их объединяет одно — все эти поверхности хорошо впитывают воду, то есть являются адсорбентами. При рассмотрении на микроуровне можно увидеть, что их поверхность состоит из множества выступов и ямок большого размера (другими словами, они имеют большую удельную поверхность).
Теперь смочим подобную поверхность. Вода попадает в эти ямки и задерживается на долгое время. И если обычно свет попадал на поверхность объекта и отражался от поверхности почти полностью, то теперь он проходит через воду и многократно преломляется, из-за чего рассеивается внутри ямок. Отражённого света выходит меньше, поэтому и объект кажется темнее.
А почему смоченная бумага при просвете кажется почти прозрачной?
В принципе, из-за той же воды (ну или другой жидкости). Тонкий лист бумаги на самом деле не является непрозрачным — он состоит из волокон целлюлозы и весь падающий свет проходит через эти волокна и многократно отражается, но почти весь рассеивается. Вода же, смачивая лист, «убирает» многие плоскости отражения, из-за чего свет перестаёт рассеиваться и проходит через лист бумаги.
Понравилась статья? Ставь палец вверх и подписывайся на мой канал — там ещё множество научных тем: космос, химия, физика, технологии,изобретения и многое другое. Читай меня в телеграме ( Будни Учёного 2.0 ) и в Яндекс.Дзене ( Мир науки )!
Читайте также: Ткань для штор из греции
Почему мокрая ткань темнее, чем сухая
Один из популярнейших кинотропов — мокрые от страха штаны — существует благодаря этому явлению. Если бы мокрая ткань не отличалась от сухой, мир был бы совсем другим
Прежде чем объяснить, почему мокрая одежда кажется темнее, расскажем, как человеческий глаз воспринимает цвета.
Как наши глаза различают цвета
Когда солнечный свет проходит через слои воздуха и попадает, например, на траву, мы видим ее зеленой. Это связано с тем, что трава поглощает волны света в синем, красном, желтом и оранжевом диапазоне электромагнитного спектра, но отражает волны зеленого света (560-520 нм). Таким образом, свет, отражающийся от травы, воспринимается нашими глазами как зеленый.
Точно так же наши глаза реагируют и на другие объекты — их цвет определяется способностью материала поглощать и отражать те или иные волны. Кроме того, текстура и состав материала могут влиять на восприятие нами его цвета. Например, белая футболка состоит из многочисленных прозрачных волокон, но в больших концентрациях в сочетании со светом и воздухом они создают видимый яркий белый цвет.
Кроме того, ткань может казаться гладкой, но на микроскопическом уровне окажется шероховатой. Такие поверхности, как правило, выглядят ярче, чем гладкие, потому что падающий свет имеет больше углов для преломления и отражения.
Так почему же мокрые ткани выглядят темнее
Теперь, когда мы понимаем, как ведет себя свет при попадании на сухую поверхность, вернемся к нашему главному вопросу. Когда ткань намокает, слой воды становится дополнительной отражающей поверхностью, из-за чего нам и кажется, что вещь стала темнее.
Представьте, что у вас есть красная футболка. Когда она сухая, свет попадает на ткань, которая поглощает волны всех длин за исключением тех, которые отражаются и кажутся нам красными (700-635 нм). Если эту футболку намочить, свет все так же будет попадать на ткань, но теперь в пространстве между волокон будет находиться не воздух, а вода, то есть, уже другая среда. В результате произойдет явление, называемое полным внутренним отражением.
Неровности влажной шероховатой поверхности волокон ткани покрыты тонким слоем воды, в результате многие лучи испытывают полное внутреннее отражение на границе вода – воздух, это приводит к дополнительным отражениям от поверхности. Так как при каждом отражении свет поглощается, то мокрая поверхность кажется более темной. После высыхания ткани в промежутки между волокнами возвращается воздух, и вещи снова становятся ярче.
62. Преломление света
Сборник задач по физике, Лукашик В.И.
1561. На границе двух сред 1 я 2 (рис. 394) световой луч SA изменил свое направление. Начертите в тетради угол падения и угол преломления луча.
1562. Девочка видит Луну под углом 30° над горизонтом. Если мысленно провести прямую линию от глаза девочки в сторону видимого диска Луны, то можно ли утверждать, что Луна находится на этой прямой? Объясните почему.
Луна находится на самом деле под меньшим углом над горизонтом. Объясняется это преломлением света в атмосфере Земли.
1563. Узкий параллельный световой пучок (рис. 395) падает на гладкую поверхность воды, как показано на рисунке. Начертите в тетради дальнейший ход отраженного света и примерный ход преломленного света.
Читайте также: Ткани для штор в лобне
1564. Узкий световой пучок (рис. 396) направлен к гладкой поверхности воды, как показано на рисунке. Начертите в тетради примерный ход пучка света, вышедшего в воздух, и постройте отраженный от поверхности воды пучок света.
1565. Даны две среды (1 и 2) из кварца и каменной соли (рис. 397). На границе их раздела угол падения луча равен углу преломления. Начертите в тетради дальнейший ход узкого пучка света, направленного к границе раздела этих сред.
1566. Сквозь стеклянную пластинку с параллельными гранями проходят два расходящихся луча 1 я 2 (рис. 398). Начертите в тетради примерный ход этих лучей в пластинке и по выходу из нее.
1567. Световой луч SA (рис. 399) проходит сквозь пластинку с параллельными гранями, укрепленную на поверхности воды в сосуде. Начертите в тетради примерный ход луча в пластинке и в воде.
1568. Лучи 1 и 2 (рис. 400) идут из воды, находящейся в сосуде, и проходят сквозь стеклянную пластинку с параллельными гранями, укрепленную на поверхности воды. Начертите в тетради примерный ход этих лучей в стекле и в воздухе.
1569. На дне сосуда с водой лежит плоское зеркало (рис. 401). Начертите в тетради примерный ход светового луча SA и укажите на экране Э точку, в которую попадает луч, вышедший из воды.
1570. В сосуде с водой находится полый тонкостенный прозрачный коробок (рис. 402). Начертите в тетради примерный ход светового луча SA, проходящего сквозь коробок ко дну сосуда.
1571. Рыбка в озере находится в точке S (рис. 403). В каком примерно направлении видит изображение рыбки в воде мальчик, глаз которого расположен в точке А?
1572. Почему, оценивая на глаз глубину любого водоема, мы всегда ошибаемся: глубина водоема кажется нам меньшей, чем в действительности?
Смотри рисунок из предыдущей задачи. Истинная глубина водоема больше кажущейся из-за преломления света в воде.
1573. Положение всплывающего пузырька воздуха S и глаза наблюдателя относительно поверхности воды в сосуде показано на рисунке 404. Выбрав два луча, начертите их примерный ход и укажите положение мнимого изображения пузырька, видимое глазом.
1574. Почему мнимое изображение предмета (например, карандаша) при одном и том же освещении в воде получается менее ярким, чем в зеркале?
Изображение предмета в воде получается менее ярким из-за частичного поглощения водой, преломления и рассеяния света.
1575. Световой луч прошел сквозь стеклянный сосуд с водой, попадая на грань неперпендикулярно. Сколько раз он преломился?
Световой луч преломился 4 раза на следующих границах раздела: воздух — стекло, стекло — вода, вода — стекло, стекло — воздух.
1576. Почему участки ткани, смоченные водой, кажутся нам более темными, чем сухие участки?
Так как мокрые участки хуже отражают свет.
1577. Почему, когда мы смотрим сквозь ткань на свет, то ее участки, смоченные водой, кажутся нам светлее сухих участков?
В мокрых участках ткань рассеивает света меньше, чем в сухих. Поэтому в случае мокрой ткани свет попадает в глаза больше.
1578. Не делая построений, объясните, почему мы видим изображения предметов (например, камней), лежащих на дне водоема, слегка колеблющимися, если поверхность воды немного волнистая.
На поверхности воды совершаются колебания. За счет этого будет постоянно меняться угол преломления на границе раздела воздух- вода, и в результате будет меняться положение изображения предмета.
Читайте также: Расчет ткани при выкройке брюк
1579. Если глаз расположить над чашкой так, чтобы кусочек сахара в ней был не виден (рис. 405), и, не меняя положение глаза, налить в чашку воды, то в воде появится изображение кусочка сахара. Объясните почему.
1580. Световой луч падает на треугольную стеклянную призму так, как показано на рисунке 406. Куда отклонится луч, пройдя сквозь призму: к вершине призмы или к ее основанию?
1581. Световой луч падает на стеклянную треугольную призму (рис. 407). Начертите в тетради примерный ход этого луча в призме и по выходе из нее.
1582. Световой луч падает на полую призму, находящуюся в сосуде с водой (рис. 408). Пренебрегая толщиной граней стекла призмы, начертите в тетради примерный ход луча в призме и по выходе из нее.
Физика. Оптика. Мокрое vs Сухое
Давно уже мучает вопрос, ещё со школы незаданный учителю.
Почему смоченное контрастирует с сухим: мокрая земля темнее чем сухая, мокрые участки на одежде тоже выделяются на фоне сухих.
Чутьём понимаю, что это чистой воды оптика, но не могу до конца вкурить, что именно делает жидкость с волнами, почему меняется насыщенность цвета Кто нибудь знает что именно там происходит?
ЗЫ: флудерам сразу нарушение раздам. Я предупредил.
Мокрые предметы темнее сухих и цвет их насыщеннее. Это связано с тем, что поверхность предмета обычно рыхлая. Из-за различия коэффициентов преломления воздуха и материала на границе происходит отражение света. Свет, отраженный в разные стороны разными поверхностями предмета, на большом расстоянии от поверхности воспринимается как рассеянный. То есть поверхность рыхлого предмета рассеивает свет.
Цвет предмета связан с теми лучами, которые прошли сквозь некоторый слой предмета и частично поглотились в нем. В то же время, свет, рассеянный поверхностью, имеет цвет освещающего источника, обычно, белый. Сложение света, рассеянного поверхностью и внутренними частями предмета приводит к увеличению количества рассеянного света. Но насыщенность цвета уменьшается, поверхность кажется блеклой.
Вода создает пленку на поверхности. Ее поверхность гораздо более гладкая, чем поверхность сухого предмета. Поскольку показатель преломления воды и сухого предмета отличаются меньше, чем у предмета и воздуха, на границе воды и материала отражение происходит гораздо слабее. Поэтому свет рассеивается слабее, и поверхность кажется темнее.
Сама же поверхность водяной пленки также слабее отражает свет, из-за меньшей разницы коэффициентов преломления с воздухом. При этом она преимущественно отражает свет под углом отражения, а в других направлениях не отражает света вообще.
Возможен еще один механизм, отвечающий за потемнение пропитанной водой ткани: отразившись от покрытых водой волокон материала, свет не сразу выходит наружу, а испытывает полное внутреннее отражение от границы воды с воздухом. «Вернувшись» в ткань, свет испытывает еще одно или несколько отражений от волокон, теряя при этом энергию. Соответственно, из мокрой ткани выходит в конечном итоге меньше излучения, чем из сухой.
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом