Blasen (Wasser) sind normalerweise durchscheinend und auch transparent.
Auf dem Gebiet der Optik ist Transparenz (auch Durchsichtigkeit oder Diaphanität genannt) die physikalische Eigenschaft, Licht ohne nennenswerte Lichtstreuung durch das Material passieren zu lassen. Auf makroskopischer Ebene (wobei die untersuchten Dimensionen viel größer sind als die Wellenlänge der fraglichen Photonen) kann man sagen, dass die Photonen dem Snellschen Gesetz folgen. Transluzenz (auch als Transluzenz oder Transluzidität bezeichnet) lässt Licht durch, folgt aber nicht unbedingt (wiederum auf makroskopischer Ebene) dem Snellschen Gesetz; Die Photonen können an einer der beiden Grenzflächen oder intern gestreut werden, wo sich der Brechungsindex ändert. Mit anderen Worten, ein durchscheinendes Material besteht aus Komponenten mit unterschiedlichen Brechungsindizes. Ein transparentes Material besteht aus Komponenten mit einem einheitlichen Brechungsindex.
https://en.wikipedia.org/wiki/Transparency_and_translucency
Aber Schaum ist immer weiß, obwohl er aus durchsichtigen Bestandteilen (Wasserblasen) besteht.
Ich frage nicht, warum Schaum immer weiß ist. Ich frage mich, wie ein transparentes Material, wie Wasser in Blasen, in großen Mengen weißes Licht erzeugt.
Dies mag offensichtlich erscheinen, da transparente Materialien alles Licht reflektieren, das auf sie scheint.
Weißes (natürliches) Licht ist jedoch eine Kombination bestimmter Wellenlängen.
Weiße Objekte reflektieren und streuen alle sichtbaren Lichtwellenlängen vollständig. Während es keine einzige eindeutige Spezifikation für „weißes Licht“ gibt, gibt es tatsächlich eine eindeutige Spezifikation für „weißes Objekt“ oder genauer gesagt „weiße Oberfläche“. Eine perfekt weiße Oberfläche reflektiert (streut) diffus alles sichtbare Licht, das auf sie trifft, ohne etwas zu absorbieren, unabhängig von der Wellenlänge oder spektralen Verteilung des Lichts.[29][30] Da es kein einfallendes Licht absorbiert, ist Weiß die hellstmögliche Farbe. Ist die Reflexion nicht diffus, sondern spiegelnd, beschreibt dies eher einen Spiegel als eine weiße Fläche.[31][29]
https://en.wikipedia.org/wiki/White#White_light
Im Grunde sollten also weiße Objekte wie Schaum alle sichtbaren Wellenlängen des Lichts reflektieren, obwohl sie aus transparenten Objekten bestehen, Blasen, die alle sichtbaren Wellenlängen brechen.
Und nasse Objekte sind normalerweise dunkler, nicht heller.
Warum sind so viele verschiedene Arten von Objekten weiß, erscheinen aber grau, wenn sie nass sind?
Das kann es also auch nicht erklären.
Frage:
Ein Lichtstrahl, der auf eine Blase in einer transparenten Flüssigkeit trifft, erfährt eine plötzliche Änderung des Brechungsindex. Das bedeutet, dass abhängig vom genauen Einfallswinkel des Lichtstrahls auf die (gekrümmte) Oberfläche der Blase, der Lichtstrahl geteilt wird – ein Teil davon wird von der Blase abprallen, ein Teil wird in die Blase eintreten und der andere Teil in die Blase eintritt, wird wieder geteilt, wobei ein Teil davon in die Blase zurückreflektiert wird und ein Teil durch die Blasenwand geht und die Blase verlässt.
Darüber hinaus wirkt die gekrümmte Oberfläche der Blase als Linse und beugt die reflektierten und durchgelassenen Strahlen auf verschiedene Weise, wiederum abhängig vom Einfallswinkel.
Jeder Lichtstrahl, der in eine große Blasenwolke eintritt, wird viele Male reflektiert, gebrochen und übertragen, wenn er von Blase zu Blase springt, was bedeutet, dass jede Blase von Lichtstrahlen beleuchtet wird, die aus allen Richtungen auf sie einfallen – und die gesamte Blasenwolke wird es tun erscheine deinen Augen weiß.
Das Nettoergebnis für eine große Wolke aus kleinen Blasen, die von der Sonne beleuchtet werden, ist ein funkelnd weißes, schaumiges Aussehen. je kleiner die Bläschen, desto "milchiger" das Aussehen; je größer die Bläschen, desto "prickelnder".
Wie ändert sich also das Zusammenfügen von Blasen von der Totalbrechung (transparent) zur Totalreflexion (weiß) aller sichtbaren Wellenlängen?
Keine Grenzfläche gibt Ihnen eine vollständige Refraktion. Etwas Licht wird reflektiert. Bei einer geraden, sauberen Glasscheibe erhalten Sie möglicherweise einen großen Transmissionsanteil, in einigen Fällen möglicherweise über 99 %. Für die meisten Erscheinungen wird das Objekt als transparent wahrgenommen.
Aber es gibt noch einige Reflexionen. Für eine einzelne Glasscheibe (oder eine einzelne Blase) spielt das möglicherweise keine große Rolle. Erhöhen Sie jedoch die Anzahl der Schnittstellen, sodass Sie Hunderte oder Tausende von Interaktionen haben, und jetzt sinkt die Wahrscheinlichkeit, durch jede nacheinander zu übertragen, auf nahezu Null. Das durch das Material kommende Licht ist nicht mehr fokussierbar, sondern wird aufgrund der mehrfachen, zufälligen Reflexionen gemischt. Anstatt Objekte dahinter zu sehen, sieht man meistens einen Durchschnitt des einfallenden Lichts (das normalerweise als weiß wahrgenommen wird).
Einfallendes Licht auf jeder Blasenoberfläche wird am stärksten gebrochen, aber ein kleiner Teil wird reflektiert. Und wenn Licht in die Blase eintritt, gibt es eine Reflexion an der Grenzfläche Wasser-außen und eine weitere an der Grenzfläche Wasser-innen.
Abhängig von der lokalen Dicke und dem Winkel zu unseren Augen haben einige Wellenlängen eine maximale konstruktive Interferenz in der Reflexion. Es ist der gleiche Grund für Farben auf der Oberfläche von mit Öl verunreinigtem Wasser. Das Öl schwimmt und bildet eine sehr dünne Oberfläche, die durch konstruktive Interferenz Farben erzeugt.
Der Unterschied von Schaum besteht darin, dass Farben mit zufälligen Wellenlängen von Tausenden oder Millionen kleiner Oberflächen zu uns kommen und diese Kombination zu einem weißen Licht führt.
Bill Alsept