泉乐坊 450D 550D 关于海水的颜色问题的09-09-01 17:12 发表于:《孩子们的科学世界》 分类:未分类 水是无色透明的,含有盐分子的海水也应是无色透明的。然而,当人们来到大海边眺望大海时,见到的海水却是蓝色的。由此艺术家们给大海一个美丽的名字:蓝色的大海。 海水为什么会是蓝色的呢?揭开这一奥秘的是印度著名的物理学家拉曼。1921年,拉曼在英国皇家科学学会上作了声学与光学的研究报告乘船取道地中海回印度。一天,轮船在碧波万顷的地中海航行,深蓝的海面上跃动着鱼鳞状的光斑。这时,在船的甲板上,一个年轻的母亲与她年幼的儿子的对话,引起了拉曼的极大关注。“妈妈,这个大海叫什么名字?”“地中海。”“为什么叫地中海?”“因为它处在欧亚大陆与非洲大陆之间呗。”“那它为什么是蓝色的呀?” 对儿子提出的这一问题,对答如流的母亲可被问住了。为了回答儿于的问题,这位年轻的母亲只好求助于在她身旁倾听他们母子对话的拉曼。研究光学的拉曼很自信地告诉那位小男孩说:“海水所以呈现蓝色,是因为它反射了天空的颜色。天空是蓝色的。”拉曼的这一解释在当时是得到科学界认可的。 这一解释出自英国物理学家瑞利勋爵。瑞利是一位以发现惰性气体而闻名于世的大科学家,他曾用太阳光被大气分子散射的理论解释过天空为什么是蓝色,并由此推导出,海水的蓝色是因为它反射了天空颜色的结果。拉曼回答了孩子的问题后告别了他们二人,走向甲板的另一方。但他不知是什么原因,对自己的回答总有些疑虑,转而耳边又回响起那年幼的男孩的一连串的“为什么”,内心又升起了几分愧疚。作为一个知名的科学家,他突然发现自己在不知不觉中丧失了男孩那种在“已知”中去追寻“未知”的好奇心。失去好奇心对于一位科学家来说无疑是一种悲哀。自此,拉曼在成功面前开始了对自己的反省。 回到加尔各答后,拉曼开始认识到瑞利勋爵对海水色彩的解释实验证据不足, 他立即着手重新研究海水为什么呈蓝色这一问题。他从光的散射与水分子的相互作用入手,根据爱因斯坦等人提出的涨落理论,着手实验,发现了阳光穿过水、冰块及其他材料时都会发生散射现象,并获得了一些有关的数据,证明了水分子对光线的散射使海水呈现蓝色的机理,与空气中的水分子散射太阳光而使天空呈现蓝色的机理完全一致。 在此研究成果的基础上,拉曼进而又在固体、液体和气体中分别发现了一种普遍存在的光散射效应。这一发现被科学界称为“拉曼效应”。拉曼效应的发现,为20世纪初科学界最终接受光的粒子性学说提供了一个有力的证据。就是地中海轮船上那个年幼的男孩的提问,把拉曼领上了1930年的诺贝尔物理学奖的奖台,也使拉曼成为印度、同时也是亚洲历史上第一个获此殊荣的科学家。此后不久,前苏联的兰茨贝格等人在晶体中也发现了这一效应,故该效应又称为“联合散射”。 (2) 人们常喜欢用蓝色来形容海洋。其实海水的颜色,从深蓝到碧绿,从微黄到棕红,甚至还有白色的,黑色的,并非只是蓝色。 原来,海水和普通水一样,都是无色透明的,海洋色彩是由海水的光学性质和海水中所含的悬浮物质、海水的深度、云层的特点及其他因素决定的。大家知道,太阳光由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成,这七种颜色的光,波长各不相同,从红光到紫光,波长逐渐变短,长波的穿透能力最强,最容易被水分子吸收,短波的穿透能力弱,容易发生反射和散射。海水对不同波长的光的吸收、反射和散射的程度也不同。光波较长的红光、橙光、黄光,射人海水后,随海洋深度的增加逐渐被吸收了。一般说来,在水深超过100米的海洋里,这三种波长的光大部分能被海水吸收,并且还能提高海水的温度。而波长较短的蓝光和紫光遇到较纯净的海水分子时就会发生强烈的散射和反射,于是人们所见到的海洋就呈现一片蔚蓝色或深蓝色了。近岸的海水因悬浮物质增多,颗粒较大,对绿光吸收较弱,散射较强,所以多呈浅蓝色或绿色。 紫光的波长最短,反射最强烈,为什么海水不呈紫色呢?科学实验证明,原来人的眼睛是有一定偏见的,人的眼睛对紫光的感受能力很弱,所以对海水反射的紫色很不敏感,因此视而不见,相反,人的眼睛对蓝、绿光却比较敏感。 海洋绝大多数是蓝色的,如果海水中悬浮物质比较多,或者其他原因的影响,大海的颜色就不再是蓝色的了。如我国的黄海,它是古代黄河的入海口,黄河夹带的大量泥沙流入海中,把蓝色的海水“染黄”了。虽然现在的黄河改向渤海倾泻,但黄海北面经渤海海峡与渤海相通,加上它要承受淮河、灌河等河流注入的河水,所以海面仍然呈现浅黄的颜色。 在印度洋西北部,亚、非两洲之间的红海是世界上水温最高的海,海里生长着一种红褐色的海藻,由于这种海藻终年大量繁生,把海面染成一片红色,红海因此而得名。 太平洋东北部的加利福尼亚湾,南部有血红色的海藻群栖,北部有科罗拉多河在雨季时带来的大量红土,海水呈现一片红褐色,被称为朱海。 白海是北冰洋的边缘海,它深人俄罗斯西北部内陆,北极圈穿过白海。白海由于所处纬度高,气候严寒,终年冰雪茫茫,加之白海有机物含量少,海水呈现一片白色,故名“白海”。 黑海表面有顿河、第聂伯河、多鹅河等淡水注入,密度较小;黑海的深层是来自地中海的高盐水,密度较大。上下海水之间形成了密度飞跃层,严重阻碍了上下水层的水交换。黑海通过博斯普鲁斯海峡和达达尼尔海峡与地中海进行水交换。由于海峡又窄又浅,大大限制了黑海与地中海的水交换,所以黑海深层缺乏氧气,上层海水中生物分泌的秽物和死亡后的尸体沉至深处腐烂发臭,大量的污泥浊水,使海洋变黑了。加之黑海地区经常阴雨如晦,风暴逞凶,就更增加了黑的感觉。 赤潮也可使海水颜色出现异常。赤潮是一种由于局部海区的浮游生物突发性地急剧繁殖并聚集在一起的现象。赤潮的颜色是多种多样的,这主要看引起赤潮的海洋浮游生物是什么种类。由夜光虫引起的赤潮呈粉红色或砖红色,由某些双鞭毛藻引起的赤潮呈绿色或褐色,某些硅藻赤潮则呈黄褐色或红褐色。 另外,由于太阳时而隐没在云层之中,时而透过云层放出光芒,海洋的颜色也就随之发生变化。海洋的颜色还取决于太阳离地平线的高度。 (3) 有两个成语是“海天一色”、“青山绿水”,但为什么海水通常是蓝色的,而湖水是绿色的(同样的深度)?是下面的原因吗? 因为光的反射 也就是倒影。海的方面→因为地球是圆的,而海也大到看不到边,可以映出天空的颜色(除了早晨、傍晚,一般为蓝色);湖的方面→也和海一样,只是湖水还倒映出岸边的山色(多为绿色)。 水中物质的影响 或许海水和湖水中有不同的成分,而这些不同的成分对光的散射作用不一样。如果把海水抽到一个湖里,颜色会怎样呢? 水中的植物 湖水的流动性较小,类似藻类的植物较易滋生,所以呈现出绿色。如果某处海水里也有大量的绿色植物,海水会是绿色. 海水的颜色为什么不一样 海水是透明体,当太阳光透射进海水时,被分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光线,海水能吸收波长较长的红、橙、黄光线,而较少吸收波长较短的蓝、紫色光,所以蓝、紫光能透射到很深的海里,容易被海水分子散射出来,因此人们看到海水是深蓝色的。 我国南海很深,呈现蔚蓝色;东海较浅、浅海底繁生着许多绿色海藻,东海看上去就成了绿色的;黄海也较浅,加之黄河、海河每年挟带大量泥沙流入黄海,使黄海变成浑浊的黄色。地处印度洋西北部的红海、海水湿度高、适宜海藻繁殖,大批海藻死后变成红褐色,漂浮在海面上,所以人眼看到的是红色的大海。 海水的成分不同 站在海边,极目远望,大海是蓝色的。然而,当你舀起一盆海水观察,你会发现海水是无色透明的。大海的蓝色是从何而来的呢? 选择吸收是物体呈现颜色的主要原因。在一定的波长范围内,若物质对通过它的各种波长的光都作等量(指能量)吸收,且吸收量很小,则称这种物质为一般吸收;若物质吸收某种波长的光能比较显著,则称这种物质具有选择吸收性。太阳光照射到海面时,一部分光被反射回来,另一部分光折射进入水中。进入水中的光线在传播过程中会被水吸收。水对光的吸收与光的波长有关,即水具有选择吸收性。水对波长较长的光吸收显著,对波长较短的吸收不明显。红光、橙光和黄光在不同的深度时均被吸收了,并使海水的温度升高。到一定的深度绿光也被吸收了。而波长较短的蓝光和紫光遇到水分子或其他微粒会四面散开,或反射回来。所以当海水明净清澈时,目光中被海水吸收最少的蓝光和紫光就反射和散射到我们眼里,我们看见的大海就呈现出蓝色 人们自然会提出这样一个问题,紫光波长最短,散射和反射应当最强烈,为什么海水不带紫色呢?实验表明,人眼对紫光很不敏感,因此对海水反射的紫光视而不见。所以海水不呈现紫色,完全是因为人眼没有如实反映情况的缘故。 《教学参考资料》初中物理第一册 http://www.pep.com.cn/200406/ca444660.htm 水分子对于可见光中各种波长不同的光线(指红、橙、黄、绿、青、蓝、紫)散射作用(指光束在媒质中前进时,部分光线离原来方向而分散传播的现象)的强弱不同,对于波长短的(如绿、青、蓝等)其散射作用远比波长长的光(如红、橙色)的散射作用强。再加上散射作用的强弱与光程的长短也有关。在水层较浅时,可见光中各种波长的光几乎都能透过,散射作用也不显著。因此,水是无色透明的。当水较深时,由于散射作用显著,水就显出浅蓝绿色。水中溶有空气越多越偏绿色。水更深时会出现深蓝色甚至显黑色。海水较深时显蓝色,就是这个缘故。 http://resource.csxedu.cn/statics/jtzy2003x/tt2004x/czpd/jxzy/04-05shang/hx/3/04/kb/1/kzzl4.htm 有一个美丽的传说: 从前有一个爱海的人,每天跑到海边去看海,可是海对他还是很冷淡。这个人就对海说,我这样对你,每天来看你,可是你对我总是平平淡淡,难道你不能把你的激情展现给我吗?让你的爱来的更猛烈一些.海听了他的话就问他,你能接受我翻江倒海的爱吗?他回答说:可以,让你的爱来的更猛烈些吧!海被他的话语而感动.顷刻间巨浪翻滚,狂风大做巨浪一波接一波向岸边而来,他从没有见过海这样,当浪快到他的身旁的时候,他转身就跑,这时的海很伤心。 经过这次以后,海不敢轻易的把爱给予别人。过了很长一段时间,又有一个爱海的人,他不但每天来看海,还把自己的家搬到的海边,要以海为伴,终生守护在海的身边。海终于被他的举动感化,并把温馨的爱和猛烈的爱都给了他,他没有跑,就这样他们结合了。可是过了很长时间,他就有些厌烦了,总觉得海给予他的不是风平浪静,就是波涛翻滚。觉得海再也不能给予他别的什么爱了,就这样他也悄悄的离开了海。 海十分伤心,这些都被蓝天看在了眼里。他对海说:请你不要伤心难过了,其实他们都不懂你。他们看到的只是你的表面,其实海底的世界更加丰富多彩,那里有五色的鱼儿,丰富的矿藏闲,美丽的珊瑚。这些才是你为他们准备的,可惜他们不懂。蓝天说:只有我知道这些。 后来蓝天就和大海相爱了。大海和蓝天相爱后,可是因为他们相距遥远,加上世俗的偏见,他们始终不能牵手,天各一方,彼此思念,随着时间的推移,思念更加的浓厚。就这样日复一日,年复一年复一日,当思念难以忍受的时候,蓝天就以泪洗面,蓝天的泪水滴落到了海的心里,不知道留了多少泪水,把整个海水染成了蓝色,那都是蓝天的泪水呀,所以海天一色。 http://bbs.wzlm.cn/printpage.asp?BoardID=3&ID=7900 人眼看到的海水的颜色,是海水对太阳反射光的颜色。白光射向海水时,由于海水对白光的选择吸收和散射,使海水呈现蓝色。光通过介质时,光的部分能量被介质吸收而转变成介质的内能,使得光的强度随着光穿过的厚度而衰减的现象称为光的吸收。若某种介质在一定波长范围内,对光的吸收程度很小,并且随波长变化不大,这种吸收称为一般吸收;若某种介质对某些波长的光的吸收特别强烈,且随波长变化也很大,这种吸收称为选择吸收。太阳光射到海水上时,由于海水对红、黄色光进行选择吸收,而对蓝、紫色光强烈散射、反射,因而海水看起来呈蓝色。绝大部分物体呈现颜色,都是其表面或体内对可见光进行选择吸收的结果。 http://www.hongzhinet.com/homeworkhelp/question_content1819.asp !!!——这个很详细,但是无法复制: http://www.coi.gov.cn/question/q60.htm 海水的颜色主要是由海水的光学性质,即海水对太阳光线的吸收、反射和散射造成的。我们知道:太阳光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫