6.水的颜色是什么

说起水的颜色，一般人都知道，水是无色的。人们也都知道，在一杯水中滴入墨汁，水就会变黑，滴入红色颜料水就会变红。从化学上讲，这是因为水的极性极强的缘故。可是在自然现象中，水的颜色却一直困扰着我们。

一、云为什么是白色和黑色的，有时还是彩色的

水既然是无色的，为什么变成云就成了白色或者黑色？其实，我们看到的空中云朵并非都是纯粹的水汽团，而是由微小水滴和空气中的尘埃组成的。尘埃成为凝聚中心，吸附由地面上升的饱和蒸汽和过饱和蒸汽凝成细小的雾滴。雾滴实际上是比纳米粒子还要大的无色透明的球透镜，它的所谓“散射光”实际上是反射光以及经过几次折射后的透射光。它们的直径比太阳光的任何一种颜色的光的波长都长得多，所以发生瑞利散射的情况很少。一部分阳光被反射到空中；一部分发生迈以散射，然后散射的光射到地面，但迈以散射不改变太阳光中任何颜色的光；还有一部分直接穿透雾滴之间的缝隙。这三种情况都对阳光的成分没有影响，所以看上去天空中的云是白色的。但是当云层越来越厚时，随着天空温度与气流、气压的变化，水雾滴越来越多，越来越密，也越来越大，几乎连成一片，太阳光和迈以射散的光不能很好地穿透云层，这时的白云在地面上看就变成了黑云，也称乌云。乌云的含水量一般大于白云，也就容易更形成降雨。一旦降雨过后，乌云密度变小，也往往就逐渐变成白云了。

下雪后，我们看到的雪花是白色的，其道理与白云类似。

在太阳的照射下，空中气流、气压和温度发生变化时，白云中的雾滴也在不断地被蒸发变得稀疏也更加微小，或被吹散在空气中。这时，我们仰望天空，可能就连白云也都看不到了。

那么彩云是怎么回事呢？天上没有染料，云朵怎么会变成红色呢？其实彩云并不“多彩”，只有红色或橙红色，一般出现在日出或日落之时。出现在早晨的也称作朝霞，出现在傍晚的则称作晚霞。

每当日出和日落时分，太阳光斜射地面，这样从一个固定的地点看大气层就变“厚”了。当阳光通过较厚的大气层时，因紫色光和蓝色光波长较短，发生瑞利散射，到达我们看到的地平线上空时已所剩无几了。余下的光线是波长较长的红、橙、黄色，透射能力很强，这些光线经过地平线上空的大气分子和悬浮在大气中的尘埃、水汽时，又会发生散射，所以我们能看到的就是艳丽的彩霞了。

一般情况下空气中的水汽、尘埃越多，彩霞的颜色就越鲜艳。这时天上如有云块，也会被“染”红。

二、大海为什么看起来是蓝色的

当我们双手捧起一捧海水，会发现海水既不是蓝色的，也不是白色的，而是无色透明的，在色彩上与普通水并无区别。可是，远看大海为什么竟成了蓝色呢？

有个寓言故事说，有一次，蓝天与大海发生了争执，蓝天对大海说：“我是蓝色的，你为什么也是蓝色的？”大海回答：“因为我是蓝色的，所以反射到空中把你映蓝了。”蓝天说：“不对，是我的蓝色反射把你也变蓝了！”

那么，大海和蓝天到底谁说得对呢？

1921年，碧波万顷的地中海上，印度科学家拉曼从英国乘船回国。甲板上，一对母子的对话引起了拉曼的注意。

孩子问：“妈妈，这个大海叫什么名字？”

妈妈说：“地中海！”

孩子又问：“它为什么是蓝色的？”

年轻的母亲一时无语，这时在一旁的拉曼告诉男孩儿：“海水所以呈蓝色，是因为它反射了天空的颜色。”

在此之前，几乎所有的人都认可这一说法，它出自英国物理学家瑞利的解释。这位以发现惰性气体而闻名于世的大科学家，曾用太阳光被大气分子散射的理论解释过天空的颜色，并由此推断海水的蓝色是反射了天空的颜色所致。

拉曼在告别了那对母子之后，望着大海与天空，忽然间对自己的解释也产生了一种疑惑。他回到印度后，立即着手研究海水为什么是蓝的。首先，他发现瑞利的解释实验证据不足，令人难以信服；接着，他从光线散射与水分子相互作用入手，进行了深入的研究，终于运用爱因斯坦等人的涨落理论，获得了光线穿过净水、冰块及其他材料时散射现象的充分数据，证明出水分子对太阳光线的吸收和散射使海水显出蓝色的原理，与大气分子散射太阳光而使天空呈现蓝色的原理完全相同。也就是说，海水看上去呈蓝色的原因，不是因为海水吸收了天空的反射，而是海水对阳光中的红光、橙光这些波长较长的光的进行了吸收，对蓝光、紫光这些波长较短的光进行了反射和散射所致。海水越深，被散射和反射的蓝光就越多。后来，拉曼又在固体、液体和气体中，分别发现了一种普遍存在的光散射效应，他的发现后来被学界称为“拉曼效应”。

1930年，拉曼成为印度也是亚洲历史上第一个获得诺贝尔物理学奖的科学家。

三、为什么纯水是没有颜色的

纯水这个概念不同于我们生活中日常讲的“纯净水”，也就是无较大杂质，并且经过消毒的一般的饮用水。由于“纯净水”里面含自由移动离子和其他一些杂质，所以看起来并非完全无色。而所谓的“纯水”是指不含任何杂质的纯粹的水，它不仅没有任何颜色，也应该是不导电的。从化学上讲，水本身是极弱的电解质，发生很微弱的电离，所以不含杂质的纯水中，自由移动离子浓度在10^-7级，可以忽略不计，所以纯水是不导电的绝缘体。但是自然界中几乎不存在理想中的纯水，我们平常人的生活中也使用不到纯水，因此纯水对于我们只是一个需要认识的概念。

可能大家听说过，有人在洗澡时由于漏电发生了触电事故。这是因为洗澡用的自来水比“纯净水”杂质更多，因此它是导电的。我们有时也会有这种经历，在卫生间洗手时，虽然手没有触到自来水龙头，但偶尔会产生一种触电的感觉，这就是电器的接地线与自来水管道接通所致。这也说明自来水是导电的，只是它的导电率较低而已。

过去也曾听闻有人朝着裸露的电线撒尿而发生触电事故，这是由于人尿中的盐分和杂质含量较高，不仅呈现淡黄色，而且是导电的。