水明明没有颜色,为啥能让湿衣服的颜色变深?答案你绝对想不到

近日,云南多地迎来了泼水节,咱们虽然不一定去过泼水节现场,但至少也都有过被泼一身水或者淋雨的经历。我们会发现,沾水的衣服,会比平时看起来颜色更深,这是为什么呢?

水明明没有颜色,为啥能让湿衣服的颜色变深?答案你绝对想不到

4 月 15 日,耿马县勐相湿地公园广场泼水节活动。新华社记者 陈欣波 摄

水是地球上最为平凡的物质之一,但它是生命的重要基础,也蕴含着无尽的神奇。水自己透明无色,却仿佛拥有一双无形的巧手,能通过物理作用和化学反应,悄然改变其他东西的色彩表现。本文将以三类常见现象为例,聊聊水为什么自己无色,却能“变出”颜色来。

湿布为何颜色变深?

我们都有这样的印象,从湿毛巾到湿纸巾,沾水湿润的物体,颜色总会比干的时候显得更深。这些看似平常的现象背后,其实隐藏着光与物质相互作用的规则。

布料和纸巾由交错的纤维构成,表面凹凸不平。当光线照射到布料表面时,这些凹凸不平的纤维结构会引发漫反射,使得大部分光线被反射回人眼,这让我们看到的干燥布料或纸巾的颜色相对更亮,给人以颜色较浅的感觉。

如果布料、纸巾被浸湿,水会迅速涌入纤维间的空隙,让光线从反射为主转为透射为主,更多光线穿透水膜进入纤维内部,被大量吸收,反射回人眼的光线则大幅减少。因此,被浸湿的布料颜色看起来自然变得更暗更深。

对于书法爱好者来说,文房四宝花费不菲,很多初学者会选择水写布来练字。毛笔上的水沾湿布后,布会变得透明,透出下面那一层的深色来,看起来跟墨汁有七八分相似。

其实,不仅布或纸巾如此,粗糙的地面也类似。比如很多公园都能见到大爷大妈以地为纸,以水为墨,弯腰挥毫。这是因为,毛笔上附带的水分子填平了粗糙地表上的微小缝隙,使透射光线增加,漫反射的光线减少,显出了深色。

水明明没有颜色,为啥能让湿衣服的颜色变深?答案你绝对想不到

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鱼缸旁边为何会出现彩虹?

在阳光明媚的午后,鱼缸的水面常会折射出彩虹般色彩的光芒,仿佛水中藏匿着一块神奇的棱镜。这一现象是光与水共同演绎的“视觉魔术”。

白光是复色光,由七种不同颜色的单色光组成(红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫)。当光线穿过水面时,不同波长的光因折射率差异而发生分离,这一过程称为色散。鱼缸的曲面玻璃或水中悬浮的微小颗粒(如气泡、灰尘)会加剧色散效应,使分散的彩色光线更易被肉眼捕捉。这让鱼缸周围经常出现彩虹的投影。

顺便再多说一句,有时咱们养鱼如果照顾不周管理不善,可能导致水面出现“彩虹色”的反光,细看会发现有一层油状的薄膜。这层薄膜可能来源于鱼饲料、鱼的分泌物和排泄物,光线在这层膜上下表面反射后会产生干涉现象。当两束反射光波的相位差满足特定条件时,某些颜色的光会被增强,另一些则被抵消,形成斑斓的彩色条纹。这与肥皂泡表面的彩虹色原理如出一辙。

区区几滴水,解决大问题

有些仪器、设备、药品,在运输或存储的时候,必须保持干燥,一旦进水或受潮,就有损坏的风险。但我们又怎么知道它们是否进水受潮呢?用带湿度传感器的电子设备来监控、押运人员全程陪同这些都是办法,但成本有点高,而靠水本身就能轻松解决这个问题。

原来,某些防水标签或用于检测水分子的试纸,接触水或置于潮湿环境后会变色,这并非简单的润湿现象,而是水触发了分子层面的“化学开关”。

水是一种极性分子,也是极好的溶剂。当离子化合物进入水中,会在水分子的作用下发生解离,并与水分子发生水合反应。以常见的氯化亚钴(CoCl₂)为例,在无水状态下,CoCl₂ 呈现为蓝色,而遇水后,会发生水合反应,形成 CoCl₂·6H₂O(六水合氯化亚钴),颜色就变成了粉红色。

水明明没有颜色,为啥能让湿衣服的颜色变深?答案你绝对想不到

氯化亚钴试纸,右边的接触了水 来自 wiki

这一反应是可逆的,当我们把水合氯化亚钴烘干后,水分子脱离,颜色也会随即恢复为蓝色。如果配合其他成分,标签就能实现永久变色。而无水硫酸铜也会因为水分的存在,水合变成五水合硫酸铜,颜色也从白变蓝,起到指示作用。

还有些标签使用酸碱指示剂(如石蕊)。干燥时,标签涂层处于中性或无水环境;遇水后,水作为溶剂,溶解酸性或碱性物质,激活指示剂,则会引发颜色变化。此类标签广泛用于药品防潮、食品包装密封性检测等领域。

水本无色,却有能力悄悄改变周围事物的色彩。布料浸湿颜色变深,鱼缸折射出彩虹,标签遇水变色——这些常见现象的背后,则是水的种种理化性质。

策划制作

作者丨刘玉柱南京信息工程大学物理学教授

李天龙 周传如 南京信息工程大学

审核丨孙明轩 上海工程技术大学 教授

策划丨丁崝

责编丨丁崝

审校丨徐来 林林

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