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為什麼濕沙比乾沙深色?

撰文:李本瀅

水是沒有顏色和透明的,但為什麼濕沙總比乾沙深色呢?

濕沙和乾沙

 

是因為水比空氣吸收較多光線?不完全正確。有水的水桶也不見得比空的水桶深色啊(見下圖)!

水桶

 

一般相同情況下,濕沙看來較為深色是因為從裡面散發出來的光不多。其實,光的明暗取決於光照射沙粒時的方向變化。

以一個酒杯為例。大家都可以想像,在水裡面找它總比在空氣中困難。在這事例中,在水中光的方向變化很小(光基本上直穿過酒杯)。在空氣中容易見到酒杯是因為部分光被它反射而方向變化較大。

在水裡的沙,光的方向變動比在空氣小。下圖解釋其中的分別:

光的變動方向

 

可以看到,光要從濕沙裡走出來通常需要走較長的路,路徑愈長,光被吸收的機會便愈大。因此,濕沙看來較乾沙深色。

【參考: Bohren, C.F., 1987, “Clouds in a glass of beer”, Dover Publications Inc.】

最近修訂日期: <2014年4月1日>