« 上一篇: 解惑:有屁堪放直须放 下一篇: nature的科幻特辑 »
姬十三 @ 2007-07-02 12:08

+桑葚的解释
我能想到的一个解释与多重散射(multiple scattering)有关。想像土壤由许多微小颗粒组成,干燥的时候,颗粒间是空气;湿润的时候,颗粒间是水。我们能看到土壤,因为它能“反射”一部分阳光(或者月光、灯光,当然)。我们说“反射”,但对于土壤来说,说“散射”才贴切,而且是多重散射(被多个颗粒散射)的结果。光照射土壤,一部分直接被表面的土壤颗粒散射出来,一部分进入内部,或被土壤吸收,或被土壤颗粒散射来散射去,最后逃逸出来。散射强度越大,光能够进入土壤的深度越小,呆的时间也越短。而光在土壤里面呆的时间越长,被吸收的几率也越大。

现在到了问题的关键,当颗粒间是水时,散射强度比空气时会来的小。因为水比空气折射率大,颗粒间是水时,土壤颗粒与周围介质的相对折射率差别小,散射强度也小。

这个如果不是学物理的可能不好理解。我们来想像一玻璃杯玻璃小珠,虽然每颗玻璃珠的材料都是透明的,但整体上看起来白花花的,这就是光在玻璃珠与空气界面被散射的结果。如果我们在杯子里添上水,就看起来透明多了。因为水和玻璃的折射率差别比空气和玻璃来得小。如果我们往杯子加上一种与玻璃折射率相同的油,这时你就看不到玻璃珠,透明了。 

===================================================
上期在《新发现》的解惑文,有读者来信了,持不同意见。谢谢这位读者,物理学我没有太多发言权,个么贴出来征解一下:

“我不是非常赞同。相信你身边肯定有糙面塑料办公桌,你可以在桌子上倒少许水试一下。倘若是因为水对光线的吸收和反射造成了物体颜色的变暗,那么有水覆盖的桌面应该更暗,但实际上此现象不存在。况且地面变湿时水是紧密吸附于土壤或水泥上的,并没有附水层,因此反射透射和内反射等现象不会发生。

仔细观察会发现水是有选择性的使物体变暗的。像地面和纤维制品等亲水性物质,干燥和浸水两种状态下反光性会有明显变化,而像塑料等非亲水性物质,则没有这种现象。

要揭示这种现象,还真得用到电磁学和量子力学的知识才行,研究反射折射透射的几何光学是无能为力的。

水是强极性物质,遇到纤维等亲水性物质会与其发生电磁作用,吸附在上面。它们结合成的这个系统可以与光线发生相互作用。打个比方,可以将纤维表面看成是天花板,而水分子是吸附于其上的像皮球,由于吸附本身就是电磁作用,当电磁波入射时,只要符合共振条件,橡皮球就开始振动。由于各种分子间的相互作用非常复杂,这种振动很容易转化为热运动,这样光能就被转化为热能,光也就被吸收了,因此看起来会更暗一点。油类物质等非亲水性物质也能使衣物变色,原因就比较复杂了,一是有的油本身就有颜色,二是油比较溶解一些有颜色的物质,三就是非极性的油也能和纤维发生电磁作用,因此也能吸收光线。 ”

==========================原文=======================
Q:
为什么土壤在变湿后,看起来会黑一点?

A:
最近正好是梅雨天,适宜做这个观察。当然如果没有条件,给花盆里的土壤浇点水也是一样。结果如你所说,很明显。

我们知道,物体的颜色取决于它反射的光的性质。土壤看起来变得黑了,那一定是因为它反射的光变少了。因此我们可以推测,土壤在打湿以后,对光的吸收能力增强了。

干燥的土壤是由许多松散的细小颗粒构成的,颗粒之间有大把的间隙。当光照射下来,部分光被吸收,部分光被反射。那么,打湿了以后,土壤会发生什么变化呢?

水渗下去以后,土壤颗粒之间的间隙被填充,这时,光线在抵达土壤粒之前,经历的不再是空气,而是水。这些充满水的小间隙,会额外吸收掉一些光。

所以,土壤变湿以后,对光的吸收会增强。如果用透光性更强一点的液体来打湿土壤,它们会变得更为黯淡吧。


最新评论


fanglei

2007-07-02 20:35 匿名 123.253.*.*

Ji同学的看明白了,接受了。

新的评论没有看懂,水遇到纤维都共振那么我们在雨水中除了被淋湿感冒外,是否还有其他危险?有点不懂这背后的道理呀。



fanglei

2007-07-02 21:27 匿名 123.253.*.*

给了你10分,帅照。



桑葚

2007-07-04 00:16 匿名 88.64.*.* 网址: http://yanfeng.org/blog

我的一个解释:
http://gezhi.org/node/655



柳文扬去了

2007-07-04 23:46 匿名 58.34.*.*



fanglei

2007-07-05 22:22 匿名 123.253.*.*

mulberry: 可是我觉得你说的包括英文版的还是在支持姬十三的描述啊。
好像没有支持那个分子磁场运动的解释。还是我太笨啊?略微自卑中



甲虫

2007-07-12 04:02 匿名 59.46.*.*

用奥卡姆剃刀轻轻切一下,so,最初的解释和桑葚的解释是正确的。况且电磁学解释里有那么多漏洞。



虎媒娘

2008-05-27 11:59 匿名 202.108.*.*

你们解释得浅显一点嘛,媒娘看不懂。这个问题是媒娘问的。


评论 / 个人网页 / 扔小纸条
* 昵称

已经注册过? 请登录

新用户请先注册 以便能显示头像及追踪评论回复

Email
网址
* 评论
表情
 


 

分类小组论坛
杂谈 , 娱乐、八卦 , 文学、艺术 , 体育 , 旅游、同城 , 象牙塔 , 情感 , 时尚、生活 , 星座 , 科技

请注意遵守中华人民共和国法律法规, 如威胁到本站生存, 将依法向有关部门报告, 同时本站的相关记录可能成为对您不利的证据.

相关法律法规
全国人大常委会关于维护互联网安全的决定
中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例
中华人民共和国计算机信息网络国际联网管理暂行规定
计算机信息网络国际联网安全保护管理办法
计算机信息系统国际联网保密管理规定

日历
网志分类
『所有网志』
ASK 姬十三
《新发现》专栏
哈赛族
科学专栏·在别处
来函
科学快递
译·反重力思考
幻界
站内搜索
友情链接
管理博客
姬十三@牛博网
姬十三@豆瓣
姬十三@若邻
博闻网
科学松鼠会
※※※ 来到北京 ※※※
覃里雯
柴静
平客
飞猪
老罗
苗炜
人黄猪老大一轮
郝姐
小强
老六
肖海生
大头
非非
src
※※※ 在上海 ※※※
小庄
祁红屯绿
美丽而丰满的徐mm
说我像柯南的项斯微
金莹
色艺双绝B Monkey老师
小李匪盗
程灵素
小曾
顾湘
阿米
孙未
成熟而丰满的周mm
※※※ 科学传媒 ※※※
《新发现》:科学人文杂志
《环球科学》:SA中文版
科学记者沙龙
李虎军
张小军
碧声
土摩托袁越
鲁伊
青瓷
黄永明
方舟子
姚永嘉
小蓟:曾经楼上的师妹
steed:恍然当时同门
网易麦烧
钱烈宪姆姬
吴欧
邢立达
Elsevier-张玉国
郝炘
※※※赛客·科研圈※※※
李淼:闲谈物理
格志:物理群博
奇迹:学术群博
张旭:已婚星客
boreas:生物物理
脑与认知:神经科学
fallenart:交大物理
单线程:计算化学
瘦驼:同行兄
毛孩子:神经生物
Uvo的涅梵公社
刘念龙
科学的快感
眼科学:金色葡萄
蜗藤
jojo
云居
upzl:植物生态
小鱼奔奔
W+:嫡系师妹
青方:医学健康
刘夙:植物分类学
关于生物,我有话说
阿简生物笔记
段老师
柯南
逍遥
野驴
伍岭:数学老师
王鸿飞
饶毅
邢志忠
DNA破案
※※※※科幻圈※※※※
绯闻女友谭可乐
标准女文青罗小亦
颜石
迷死人不偿命的香水
说书人
大刘
乃鼎无机客
兔子等着瞧
赵海虹
马伯庸
丁丁虫
飞翔的火山
不知道要嫁否的夏笳
拿了科幻大奖的长铗
飞刀还是飞氘
韩松
据说是假卷毛的红猪
赤色风铃
万象那个丰年
景芳
幻想的边疆
美丽可爱的志愿者郝乐
长得像我的小姬
淘宝科幻书店老板
※※※※ 科学人文 ※※※※
江晓原
刘兵
刘华杰
※※※Science Writer※※※
Zack Lynch
Carl Zimmer
Steve Mirsky
Susan Blackmore
Steven Johnson
Bill Bryson
John Horgan
Declan butler
※※※※ Scientist ※※※※
Rupert Sheldrake
Christof Koch
※※※ Organizations ※※※
ASS of consciousness
Redwood
※※※Further Reading※※※
Neuroeconomics
※※※※ website ※※※※
陨石网
网上生物医学辞典
三思科学
neuromarketing
开放式课程计划
科学网
※※※※ 远交近交 ※※※※
子默
困困
ayawawa
夏裔的芥末阳光
准律师Annie
茶马
微笑的鱼
浅水笔记
小没
danny:在舟山
fanglei
舜华
大牛无形
在英国拍小毛片
Gojin(够劲)
兔饱饱
流川枫
※※※※ 东看西读 ※※※※
萨苏
冯象
李子勋
邵亦波
周黎明
陶杰
FT
爱搞搞
刘军洛
草庵
全球之声
Fortune中文版
The Economist 中文版
订阅 RSS
0274602
歪酷博客