Nước, chất lỏng phổ biến nhất trên trái đất, mang lại sự tiện lợi và sức sống vô tận cho cuộc sống của chúng ta. Tuy nhiên, nhiều người biết rất ít về màu sắc của nước. Trong trải nghiệm hàng ngày của chúng ta, nước dường như không màu và trong suốt, nhưng khi nhìn vào những hồ sâu hoặc đại dương bao la, chúng ta thường ngạc nhiên bởi màu xanh thẳm của chúng. Tại sao nước tinh khiết lại có màu xanh? Đây là một câu hỏi đáng để suy nghĩ.
Nước tinh khiết có màu xanh lam đặc trưng do khả năng hấp thụ một số bước sóng ánh sáng nhất định, đặc biệt là trong dải màu xanh của ánh sáng khả kiến.
Nước (công thức hóa học H2O) là một hợp chất vô cơ chủ yếu bao gồm các nguyên tố oxy và hydro. Theo góc nhìn phân tử, nước có cấu trúc rất độc đáo, với các nguyên tử hydro liên kết với các nguyên tử oxy ở góc 104,5 độ, tạo cho các phân tử nước một độ phân cực nhất định. Chính cấu trúc này mang lại cho nước nhiều tính chất vật lý và hóa học độc đáo, chẳng hạn như khả năng hoạt động như một "dung môi vạn năng".
Mặc dù các phân tử nước riêng lẻ không có màu quang học, nhưng khi nước ở trạng thái lỏng với khối lượng lớn, nó sẽ có màu xanh lam. Lý do chính là tính chất hấp thụ ánh sáng của nước. Khi ánh sáng đi qua nước, các phân tử nước hấp thụ các bước sóng màu đỏ và vàng-lục trong quang phổ khả kiến, và hấp thụ ít bước sóng màu xanh lam hơn. Do đó, nước mà chúng ta nhìn thấy có cảm giác màu xanh, đặc biệt là ở các vùng nước sâu hơn, nơi màu xanh này rõ ràng hơn.
Các phân tử nước có thể hấp thụ ánh sáng có bước sóng từ 600 đến 800 nanomet, đây là lý do chính khiến nước tinh khiết có màu xanh.
Ngoài ra, màu nước còn bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khác như độ sâu của nước, sự hiện diện của vật chất lơ lửng và điều kiện ánh sáng xung quanh. Khi có trầm tích lơ lửng hoặc tảo trong nước, nước có thể chuyển sang màu xanh hơn vì tính chất quang học của những chất này làm thay đổi cách ánh sáng truyền qua nước.
Màu sắc của nước không chỉ phụ thuộc vào cấu trúc bên trong mà còn phụ thuộc vào tính chất vật lý của nước. Theo Định luật Beer, cường độ màu của nước tăng theo độ sâu vì ánh sáng được hấp thụ theo đường thẳng. Khi cùng một lượng ánh sáng đi qua một mét nước, sóng xanh bị hấp thụ ít hơn sóng đỏ. Do đó, ở những vùng nước sâu, nước có màu xanh đậm hơn.
Độ sâu của màu nước thay đổi theo sự hấp thụ ánh sáng, đây là một yếu tố quan trọng để hiểu được sự thay đổi màu nước.
Trong cuộc sống hàng ngày, chúng ta có thể quan sát sự thay đổi màu sắc của nước, đặc biệt là ở những nơi như hồ bơi hoặc bể cá. Khi đáy nước có màu trắng, sự phản chiếu của ánh sáng mặt trời khiến nước trông có màu xanh hơn đối với chúng ta. Những màu sắc như vậy cũng quan trọng đối với sự sống dưới nước, vì nhiều loài thực vật và sinh vật thủy sinh phụ thuộc vào sự truyền ánh sáng để quang hợp và thực hiện các hoạt động sinh tồn hàng ngày.
Màu xanh của nước không chỉ có trong tự nhiên; nó còn đóng vai trò quan trọng trong nghệ thuật và thiết kế. Các họa sĩ thường sử dụng sự phản chiếu màu sắc của nước để tạo ra những tác phẩm giàu tính biểu cảm. Trong lĩnh vực thiết kế, việc sử dụng màu xanh để thể hiện đặc tính của nước cũng có thể thu hút sự chú ý của người xem một cách hiệu quả.
Màu xanh của nước tượng trưng cho sức sống và sự mạnh mẽ, một đặc điểm liên quan chặt chẽ đến tầm quan trọng của nước trong cuộc sống. Nước hỗ trợ sự sống và tương tác với nhiều sinh vật khác nhau trong hệ sinh thái. Cho dù đó là sự phản chiếu màu xanh của mặt hồ hay màu sắc sâu thẳm của đại dương, nước đều kể cho chúng ta câu chuyện về cuộc sống.
Vì vậy, lần tới khi bạn ngắm nhìn một hồ nước trong vắt hay đại dương xanh thẳm, bạn có nghĩ về khoa học và bí ẩn đằng sau những màu sắc tuyệt đẹp này không?