Видимый солнечный свет белый. Большинство натуральных материалов поглощают солнечный свет, который придает им цвет. Снег, однако, отражает большую часть солнечного света.
Сложная структура кристаллов снега приводит к бесчисленным крошечным поверхностям, от которых эффективно отражается видимый свет. То небольшое количество солнечного света, которое поглощается снегом, равномерно поглощается на длинах волн видимого света, что придает снегу белый вид.
Как правило, снег и лед белый. Это связано с тем, что большая часть видимого света, попадающего на поверхность снега или льда, отражается назад без какого-либо особого предпочтения одному цвету в видимом спектре. Ситуация отличается для той части света, которая не отражается, но проникает или передается в снег.
Когда этот свет попадает в снег или лед, зерна льда рассеивают большое количество света. Если свет должен путешествовать на любое расстояние, он должен пережить много таких рассеивающих событий, то есть он должен продолжать рассеиваться и не быть поглощенным.
Что вызывает синий цвет, который иногда появляется в снегу?
Наблюдатель видит свет, возвращающийся из приповерхностных слоев (от мм до см) после того, как он рассеян или отражен от других снежных зерен только несколько раз, и он все еще выглядит белым. Однако поглощение является предпочтительным. Больше красного света поглощается по сравнению с синим.
Не намного больше, но достаточно, чтобы на значительном расстоянии, скажем, в метре или более, фотоны, выходящие из слоя снега, имели тенденцию состоять из большего количества синего света, чем красного. Типичные примеры: тыкать в снежную яму и смотреть вниз в дыру, чтобы увидеть синий цвет, связанный с глубиной трещин в ледниках.
В каждом случае синий свет является продуктом относительно длинного пути перемещения по снегу или льду. Таким образом, спектральный отбор связан с поглощением, а не отражением, как иногда думают. Проще говоря, представьте, что слой льда или снега является фильтром. Если его толщина составляет всего один сантиметр, весь свет проходит сквозь него, а если он толщиной в метр, то в основном проходит синий свет.