Tuyết là hiện tượng tự nhiên điển hình cho mùa đông, nhắc đến nó, ai cũng nghĩ đến cái lạnh đầu tiên nhưng đặc biệt hơn cả là màu trắng. Thế nhưng vì sao tuyết lại có màu trắng thì không mấy ai biết. Hãy cùng hoivisao tìm hiểu vấn đề này nhé.

Vì sao tuyết lại có màu trắng?

Vì sao tuyết lại có màu trắng?

Vì sao tuyết lại có màu trắng?

Tuyết là một hiện tượng thiên nhiên, tựa hồ như một cơn mưa, có điều, cơn mưa này là cơn mưa của những tinh thể đá nhỏ. Tuyết là những tinh thể trong suốt không màu, thường có hình lục giác hoặc đối xứng. Tuy nhiên, các bông tuyết thường có hình dạng khác nhau do phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như điều kiện nhiệt độ, độ ẩm, thời điểm tuyết rơi… Độ ẩm càng cao thì cấu trúc của bông tuyết càng phức tạp, như hình hoa dẹt nhiều nhánh, tuyết hình sợi, tuyết hình sao…

Ngắm tuyết rơi quả thật là một điều tuyệt vời. Tuyết rơi đầu mùa quả thực là một điều hết sức thú vị. Vào mùa tuyết rơi, người lớn thường dẫn nhau đi trượt tuyết, những đứa trẻ sẽ chơi đùa dưới nền tuyết trắng, cùng nhau đắp lên một người tuyết trắng xóa, mập mạp và dễ thương. Quả thực có rất nhiều điều lý thú đến từ hiện tượng thiên nhiên này đúng không?

Theo góc nhìn khoa học, tuyết không phải màu trắng! Thực tế tuyết là các tinh thể nhỏ li ti trong suốt, không màu với muôn hình vạn dạng khác nhau, không bao giờ trùng lặp. Và màu trắng của tuyết chắc chắn đến từ một yếu tố khác.

Vào mùa hè, chúng ta đặt đá cây lên máy bào và bào nhuyễn chúng, khối đá trong suốt bỗng chốc biến thành vô số những bông tuyết trắng xóa.

Đôi khi bạn không cẩn thận làm vỡ đồ dùng bằng thủy tinh, khi bạn quét những mảnh vỡ có màu trong suốt thành một đống thì bạn sẽ phát hiện đống thủy tinh vụn bỗng nhiên biến thành màu trắng.

Mùa đông tuyết rơi

Mùa đông tuyết rơi

Vậy lí do Tuyết màu trắng bởi: Khi tia sáng mặt trời xâm nhập vào một hạt tuyết, nó sẽ nhanh chóng bị tán xạ bởi vô số những tinh thể băng và túi khí bên trong. Gần như toàn bộ tia sáng bị bật ngược trở lại và ra khỏi hạt tuyết. Vì thế tuyết giữ nguyên màu sắc của ánh sáng mặt trời - màu trắng.

Vậy, ánh sáng là gì và thế nào là hiện tượng tán xạ ánh sáng?

Ánh sáng là tập hợp của vô số các hạt photon. Photon đến mắt chúng ta dưới hình thức một “dải cầu vồng” mà các nhà vật lý gọi là quang phổ. Quang phổ có rất nhiều màu sắc, nhưng về cơ bản có 7 màu là đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím.

Những photon thuộc các dải ánh sáng lam, chàm, tím truyền trong không gian với bước sóng ngắn, còn các photon của các dải màu “nóng” hơn thì truyền đến mắt chúng ta với bước sóng dài. Ánh sáng mặt trời là tổng hợp của tất cả những màu sắc ấy, nhưng nó không rực rỡ như bạn nghĩ đâu mà chỉ có một màu thôi - màu trắng.

Khi các hạt photon va chạm với một vật thể nào đó, chúng sẽ có những phản ứng rất đa dạng. Chúng có thể bật trở lại (thuật ngữ vật lý là phản xạ), có thể bắn ra các phía (tán xạ), có thể đi theo một đường thẳng (sự truyền ánh sáng). Có một khả năng nữa là các hạt photon sẽ “đâm sầm” vào một phân tử của chất tạo thành vật thể, truyền năng lượng cho phân tử này và “chết” (hấp thụ).

Các hạt photon thuộc những dải màu khác nhau có phản ứng khác nhau tuỳ theo vật thể mà nó va chạm. Như vậy, các bạn có thể hiểu đơn giản thế này: Quả táo tây có màu đỏ hồng bởi vì nó đã hấp thụ phần lớn ánh sáng “nóng”, chủ yếu là ánh sáng đỏ, trong quang phổ. Ánh sáng màu lục, lam, chàm, tím “yếu” hơn bị bật ngược trở lại (cho nên không thể có quả táo màu xanh nước biển, trừ phi có ai... nhuộm nó).

Tuyết là các tinh thể nhỏ li ti trong suốt

Tuyết là các tinh thể nhỏ li ti trong suốt

2. Những điều thú vị về tuyết

Các bông tuyết xuất phát từ những... hạt phấn hoa?

Ai cũng biết độ ẩm là yếu tố chính giúp tạo ra những hạt tuyết,nhưng thực ra hơi nước có ở khắp nơi trong bầu khí quyển dù nóng hay lạnh, vậy tại sao lại có tuyết? Đó là vì khi trời lạnh, một phần nhỏ của lượng hơi nước sẽ tích tụ lại quanh một chất xúc tác như một hạt bụi, hạt muối biển, bụi thiên thạch từ vũ trụ, cát và ngay cả phấn hoa.

Khi rơi, hạt nước nhỏ đó sẽ nằm ở trạng thái lạnh nhưng chưa đông và nó sẽ kết dính với những hạt nước nhỏ khác thành một hình thể có tổ chức. Khi nhiệt độ xuống còn âm 6 độ C, chúng sẽ lập tức đông cứng thành dạng tinh thể và các cạnh của nó sẽ dần nở dài ra thành bông tuyết như chúng ta hay thấy.

Những điều thú vị về tuyết

Những điều thú vị về tuyết

Hạt tuyết được coi là khoáng sản

Ai cũng nghĩ các hạt tuyết đều như nhau, nhưng thực chất, tuy đều có cấu tạo theo hình lục giác nhưng chúng lại khác nhau hoàn toàn. Cấu trúc hình học riêng của mỗi hạt tuyết đều phụ thuộc vào lượng nước và nhiệt độ không khí mà chúng tiếp xúc khi đang rơi.

Một hạt tuyết có tới 180 tỉ phân tử nước bên trong, và do nó thuộc dạng tinh thể rắn vô cơ do tự nhiên tạo ra nên các nhà khoa học đã xếp nó vào hàng khoáng sản. Điều đó có nghĩa là nếu tuyết không bị tan chảy khi nhiệt độ lên cao, thì rất có thể người dân cũng sẽ kiếm bộn tiền nhờ bán tuyết rồi đấy.

Hạt tuyết được coi là khoáng sản

Hạt tuyết được coi là khoáng sản

Tuyết không phải lúc nào cũng trắng

Tuyết trông như có màu trắng trong mắt ta vì chúng có nhiều mặt phản chiếu và hấp thụ ánh mặt trời qua hiệu ứng quang phổ. Chính vì màu chủ đạo của quang phổ là màu trắng nên ta mới thấy tuyết có màu trắng. Nhưng thực chất, tuyết hoàn toàn trong suốt và không có màu do chúng được cấu tạo bởi nước.

Cũng chính vì thế, tùy theo lượng ánh sáng mặt trời mà các hạt tuyết hấp thụ, tuyết cũng có thể có những màu sắc khác nhau như đỏ, tím, nâu, xanh lá hay phổ biến nhất là xanh dương nhạt. Nếu nhìn tuyết từ xa, bạn có thể thấy chúng có một nét xanh mờ mờ trên bề mặt.

Tuyết không phải lúc nào cũng trắng

Tuyết không phải lúc nào cũng trắng

Sự tàn phá của tuyết

Từ năm 1936, chỉ tính riêng ở Mỹ thì các trận bão tuyết đã khiến hơn 200 người thiệt mạng hằng năm, 70% trong số đó là do tai nạn giao thông gây ra bởi đường xá trơn trượt, 25% do bị tuyết vùi và 5% do các nguyên nhân khác như chết ngạt trong xe bị vùi dưới tuyết.

Siêu bão tuyết có sức tàn phá lớn nhất là vào năm 1972. Một trận siêu bão tuyết đã vùi nhiều làng mạc ở Iran dưới 8 mét tuyết, không một ai trong các ngôi làng đó còn sống. Tổng cộng số người chết lên tới 4.000 người chỉ trong một thời gian ngắn.

Sự tàn phá của tuyết

Sự tàn phá của tuyết

Tuyết nhân tạo

Vào tháng 3 năm 1949, Wayne Pierce, Art Hunt và Dave Richey đã sáng chế ra máy tạo tuyết đầu tiên từ một ống phun nước và bộ nén khí của bình phun sơn, nhưng nó chỉ ra một màn sương mờ hơn là tuyết. Vào năm 1975, một sinh viên đại học đã hoàn thiện thiết kế để giúp nước có thể kết tụ thành một hạt tuyết thật. Chính nhờ thiết kế này mà giờ đây, con người đã có thể tạo ra tuyết mà không cần sự trợ giúp của thiên nhiên.

Vào thế vận hội mùa đông 2014 ở Sochi, các nhà tổ chức đã chuẩn bị 500 máy phun tuyết và tích trữ hơn 710,000 mét khối tuyết lấy từ núi Caucasus để phòng trường hợp thời tiết không đủ lạnh để tuyết rơi, và như thế sẽ không đúng tinh thần của Olympic mùa đông.

Tuyết nhân tạo

Tuyết nhân tạo

Những hành tinh khác cũng có tuyết rơi

Tầng nhiệt độ của Sao Hỏa khá độc đáo, nhiệt độ dưới chân bạn có thể là 21 độ C, nhưng nhiệt độ ở phần ngực của bạn trở lên lại lạnh ngắt ở mức 0 độ C. Đó là lí do vào năm 2008, máy quan sát Mars Lander đã quay lại cảnh tượng “tuyết rơi” ngoạn mục trên Sao Hỏa. Những hạt tuyết hoàn toàn bị bốc hơi khi gần chạm đất trông rất lạ mắt. Tuy nhiên thứ màu trắng đó không giống như tuyết trên Trái Đất, mà là carbon dioxide bị đông cứng và thường hiện hữu ở dạng sương.

Trên Sao Kim cũng có tuyết, nhưng chúng không làm từ nước hay carbon dioxide mà là kim loại. Do khí quyển Sao Kim chứa đầy chất pyrit cộng thêm với áp suất rất cao khiến chúng kết dính với nhau và tạo ra một lớp sương kim loại bằng sulfide và kẽm sulfide trên các ngọn núi.

Tuyết rơi trên sao hỏa

Tuyết rơi trên sao hỏa