Почему мокрая одежда темнеет, хотя вода прозрачная

Мужчина льет воду из бутылки себе на джинсы Мокрое пятно на футболке кажется тёмным вовсе не потому, что вода её окрашивает. Она заполняет воздух между волокнами, и ткань становится прозрачнее: к нам отражается меньше света, а сквозь ткань начинает просвечивать то, что под ней, чаще всего кожа или другая одежда. Такое объяснение даёт физик Кристофер Бэрд из Западно-Техасского университета A&M в своём блоге о научных вопросах с неожиданными ответами. Его разбор интересен тем, что тот же принцип объясняет, почему снег, соль и облака белые, хотя состоят из прозрачных веществ, и почему мокрая синяя рубашка выглядит не прозрачной, а более насыщенной. А, если вам интересна тема прошлого и будущего, можете почитать, как в 1960-м году представляли себе 2017-й . Волокна белой футболки сами по себе почти прозрачны Отдельное волокно хлопка или полиэстера вовсе не белое . Его материал пропускает большую часть света и лишь немного отражает, примерно как оконное стекло: сквозь него видно улицу, но ночью в нём отражается комната. Одно волокно под микроскопом выглядело бы почти бесцветным и полупрозрачным — совсем как граница между правами и обязанностями школьников . Макросъемка структуры хлопчатобумажной ткани с воздушными промежутками между волокнами Белой ткань делает не сам материал, а его устройство. Отражение происходит на границе между волокном и воздухом, а таких границ в ткани огромное количество: каждое волокно окружено воздухом и соседними волокнами, а нити и переплетение складывают их в несколько слоёв. Свет, который прошёл через первое волокно, натыкается на следующее и снова частично отражается, потом ещё и ещё. Еще больше познавательных материалов вы найдете в нашем Telegram-канале. Обязательно подпишитесь! В итоге большая часть падающего света после многочисленных отскоков возвращается назад , причём в случайных направлениях. Мы видим это как ровный матовый белый цвет. И по той же причине сквозь футболку почти ничего не видно: до другой стороны ткани доходит лишь малая часть света. Так прозрачный материал превращается в непрозрачный только за счёт множества отражающих поверхностей. А ведь с одеждой происходят и другие казусы — например, в ещи плохо пахнут после стирки, и мы выяснили, почему так происходит . Снег, сахар и облака белые по той же причине Этот эффект работает далеко не только с тканью. Возьмите бесцветный прозрачный материал, раздробите его или наполните мелкими пустотами с воздухом, и он побелеет. Кусок льда прозрачен , а снег, состоящий из крошечных кристалликов льда, белый. Кристалл каменной соли пропускает свет, а помолотая поваренная соль в солонке белая. То же и с сахаром: карамель из расплавленного сахара прозрачна, а сахарный песок белый. Вода льется на белый сахар на деревянном столе С кварцем история ещё нагляднее. Чистый кристалл прозрачен, кварц с множеством крошечных пузырьков внутри, так называемый молочный кварц, белый, а кварц, перетёртый до песчинок, даёт белый песок. Стакан воды прозрачен, но облако из мельчайших капель белое. Во всех случаях причина одна: микроскопическая структура создаёт множество границ, на каждой из которых свет частично отражается. Вода заполняет воздушные карманы и убирает границы Теперь пролейте воду на белую футболку. В мокром месте вода занимает все промежутки между волокнами, где раньше был воздух. С точки зрения света вода гораздо больше похожа на материал волокна, чем воздух: у них близкие показатели преломления. Поэтому на границе волокна и воды луч отражается в несколько раз слабее, ведь резкого перехода между средами больше нет. Отражающие границы почти пропадают, и мокрый участок оптически напоминает сплошной кусок прозрачного материала. Исследователь с оптическим оборудованием в лаборатории Именно поэтому к наблюдателю возвращается меньше света. В сухой ткани луч отскакивал назад после нескольких отражений, а в мокрой он чаще проходит насквозь и попадает на то, что под футболкой. Под белой футболкой обычно находится что-то темнее белого: кожа или другая одежда, и они поглощают часть света. Сама ткань при этом не темнеет, она становится прозрачнее, но глазу достаётся меньше отражённого света, и пятно выглядит темнее. Эта тема вызывает много споров. Присоединяйтесь к обсуждению в нашем Telegram-чате! Легко проверить, что дело именно в прозрачности. Если надеть белую футболку поверх ярко-оранжевой и облить живот, пятно станет оранжевым, а не чёрным. Если поднести мокрую футболку к яркой лампе и посмотреть на просвет, мокрое место окажется светлее сухого, потому что пропускает больше света. Тот же фокус работает со снегом, сахаром или солью на тёмном столе: полейте горку водой, и она потемнеет, потому что стол начнёт просвечивать. Правда, смотреть придётся быстро, пока сахар и соль не растворились , а снег не растаял. Гладкая поверхность отражает свет только в одну сторону Есть и вторая причина, по которой мокрое пятно выглядит тёмным. Шероховатая поверхность рассеивает свет во все стороны, поэтому кажется светлой под любым углом. Это диффузное отражение, из-за него лист бумаги одинаково белый, откуда бы вы на него ни смотрели. Гладкая поверхность работает как зеркало: она отправляет свет в одном направлении, и яркой её видит лишь тот, кто стоит под нужным углом. Со всех остальных точек она выглядит тёмной. Это зеркальное отражение, и шанс случайно оказаться ровно под правильным углом невелик, поэтому гладкие поверхности в среднем кажутся темнее шероховатых. Вода, заполнив поры ткани, превращает шероховатую поверхность в почти гладкую. Мокрое пятно отражает свет более направленно и с большинства ракурсов кажется темнее сухой ткани вокруг. На цветной ткани вода делает цвет насыщеннее С окрашенной одеждой картина сложнее, но принцип тот же. Краситель сильно поглощает одни цвета и отражает другие: синяя рубашка поглощает красный и жёлтый и отдаёт назад синий. Однако поверхность каждого окрашенного волокна, как и у белой ткани, по-прежнему отражает понемногу весь спектр, и эта белёсая примесь разбавляет цвет. Поэтому цвет сухой синей рубашки всегда немного разбавлен белым и кажется светлее, чем мог бы быть. Когда ткань намокает, многократные отражения на границах с воздухом почти пропадают, свет глубже уходит в волокна и чаще встречается с красителем, который его поглощает. Белёсая примесь почти исчезает, синий становится чище, и мы говорим, что рубашка потемнела. Плотно окрашенная ткань при этом почти не просвечивает: краситель поглощает свет раньше, чем тот пройдёт насквозь. Вода лишь убирает лишнее отражение и делает цвет более глубоким и насыщенным, что и отличает мокрые джинсы от сухих. После высыхания воздух возвращается в ткань вместе со светлым оттенком Важно, что вода ничего не делает с самой тканью химически и не вымывает краситель, иначе после высыхания остался бы след, причём светлее, а не темнее. Эффект чисто оптический и временный: пока в порах вода, границ волокно-воздух нет, и свет проходит вглубь. Как только вода испаряется, воздух снова заполняет промежутки между нитями, отражающие поверхности возвращаются, и ткань опять рассеивает свет назад так же, как до этого. Читайте также: Молоко, чеснок и строгий ошейник: советы о животных, которые пора забыть Этим мокрое пятно от воды принципиально отличается от настоящего пятна, скажем, от масла или сока. Там в ткани остаётся вещество, которое поглощает свет или само заполняет поры и не испаряется, поэтому след не уходит. Вода же просто испаряется, в ткань возвращается воздух, и футболка выглядит ровно так же, как до того, как её намочили.
Batafsil | Подробно | Read more... Hi News