Springen naar inhoud

[Materiaalkunde] Kleur van water


  • Log in om te kunnen reageren

#1

MizzGwGirl

    MizzGwGirl


  • 0 - 25 berichten
  • 2 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 31 januari 2006 - 20:38

Hey aan elke bezoeker hier

Ik heb een vraagje waar ik hopelijk al vanavond een reply op kan krijgen. Het gaat over de fysische eigenschappen van water. Op 1ste zicht niks moeilijks aan maar is er een fysische eigenschap die zuiver water van enkele meters blauw maakt :roll:

Greetzz

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44877 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 31 januari 2006 - 21:17

Water absorbeert rood licht veel en veel sterker dan blauw licht. Verder gaat water nogal vreemd om met fotonen, maar dat wordt heel erg technisch en daarvoor zou je beter naar het forum moderne natuurkunde verhuizen. Het heeft overigens weinig tot niets met de kleur van de hemel te maken........

En zwaar water (met deuterium ipv gewoon H) zou gewoon wit moeten zijn.

Om dat kleureffect echt zichtbaar te maken is een glaasje water niet voldoende. Maar meren en zeeŽn zijn groot zat om dat effect duidelijk te verkrijgen.

http://www.dartmouth...nsfer/water.htm
:roll:
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#3

MizzGwGirl

    MizzGwGirl


  • 0 - 25 berichten
  • 2 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 31 januari 2006 - 21:52

Bedankt voor de site :roll:
Dus de fysische eigenschap is lichtbreking hier?

#4

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44877 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 31 januari 2006 - 22:41

nee, niet breking, maar absorptie van fotonen, wat water in het rode deel van het spectrum veel sterker doet dan in het blauwe deel, en bovendien (als ik het goed begrijp, maar dat wist ik ook niet en moet een of ander quantumfysisch verschijnsel zijn) zouden de geabsorbeerde "rode" fotonen de kern van het wateratoom aan het trillen brengen, waardoor er weer extra blauw licht wordt uitgezonden.

The absorbed photons promote transitions to high overtone and combination states of the nuclear motions of the molecule, i.e. to highly excited vibrations.

Ik zou het niet netjes weten te vertalen, de collega's op het forum moderne natuurkunde waarschijnlijk wel.

Water is voorzover de enige bekende stof die zoiets vertoont, volgens deze site dan toch. Overigens heb ik op volledig andere sites min of meer vergelijkbare info gevonden, dus ik mag aannemen dat dit geen wild verhaal is. Maar ga niet op mijn vertaling af...... ik heb te weinig verstand van moderne natuurkunde.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#5

Elmo

    Elmo


  • >1k berichten
  • 3437 berichten
  • VIP

Geplaatst op 01 februari 2006 - 07:16

zouden de geabsorbeerde "rode" fotonen de kern van het wateratoom aan het trillen brengen, waardoor er weer extra blauw licht wordt uitgezonden.

Waar komt die extra energie dan vandaan, want zoals je het nu beschrijft schendt dit de wet van behoud van energie (en daar houden we niet van).

Het makkelijkste antwoord is door gewoon naar het absorptiespectrum van water te kijken:

Geplaatste afbeelding

Dit is dus een veel groter golflengtegebied dan het voor mensen zichtbare spectrum (aangegeven met de kleurtjes). Je ziet dat de absorptie in het rode deel duidelijk hoger is dan in het blauwe deel. Als je dus wit licht door water stuurt, dan wordt er veel meer rood geabsorbeerd dan dat er blauw geabsorbeerd wordt. Na een tijdje heb je nog alleen blauw over. Daarom is water blauw als je er doorheen kijkt. Voor reflectie geldt het zelfde (een deel van het zonlicht wordt aan het oppervlak van een meer geabsorbeerd, en dan preferentieel in het rode golflengtegebied), waardoor een meer op een mooie zomerdag een blauwe kleur krijgt.
Never underestimate the predictability of stupidity...

#6

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44877 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 01 februari 2006 - 10:06

Elmo schreef:

Waar komt die extra energie dan vandaan, want zoals je het nu beschrijft schendt dit de wet van behoud van energie (en daar houden we niet van).

Ik weet niet of dit de wet van behoud van energie schendt, maar dat is in elk geval niet de bedoeling :roll: .

Maar hoe vertaal ik dit dan zonder quantumfysische onzin te verkopen, want dat was de vraag:

http://www.dartmouth...nsfer/water.htm

Water owes its intrinsic blueness to selective absorption in the red part of its visible spectrum. The absorbed photons promote transitions to high overtone and combination states of the nuclear motions of the molecule, i.e. to highly excited vibrations. To our knowledge the intrinsic blueness of water is the only example from nature in which color originates from vibrational transitions. Other materials owe their colors to the interaction of visible light with the electrons of the substances. Their colors may originate from resonant interactions between photons and matter such as absorption, emission, and selective reflection or from non-resonant processes such as Rayleigh scattering, interference, diffraction, or refraction, but in each case, the photons interact primarily or exclusively with electrons. The details of the mechanism by which water is vibrationally colored will be discussed in the paragraphs which follow.

ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#7

JeroenMeloen

    JeroenMeloen


  • >25 berichten
  • 86 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 01 februari 2006 - 11:04


zouden de geabsorbeerde "rode" fotonen de kern van het wateratoom aan het trillen brengen, waardoor er weer extra blauw licht wordt uitgezonden.


Waar komt die extra energie dan vandaan, want zoals je het nu beschrijft schendt dit de wet van behoud van energie (en daar houden we niet van).


Komt die energie niet gewoon uit de 'rode' fotonen? Volgens mij wordt die wet niet geschonden met deze redenatie.

#8

QuickSilver

    QuickSilver


  • >25 berichten
  • 47 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 03 februari 2006 - 19:58


zouden de geabsorbeerde "rode" fotonen de kern van het wateratoom aan het trillen brengen, waardoor er weer extra blauw licht wordt uitgezonden.


Waar komt die extra energie dan vandaan, want zoals je het nu beschrijft schendt dit de wet van behoud van energie (en daar houden we niet van).


Komt die energie niet gewoon uit de 'rode' fotonen? Volgens mij wordt die wet niet geschonden met deze redenatie.


Een rood licht foton heeft een lagere energie dan een blauw licht foton. Dus dat gaat niet lukken. Maar misschien dat water weer een of andere vage uitzondering heeft :roll: . Zoals wel vaker met water is.

#9

Wouter_Masselink

    Wouter_Masselink


  • >5k berichten
  • 8252 berichten
  • VIP

Geplaatst op 03 februari 2006 - 23:24

Hoezo zou water een vage uitzondering hebben? alle chemische stoffen voldoen aan dezelfde regels. Dat ijs een groter volume heeft dan dezelfde massa water is volgens dezelfde regels te verklaren. Het lijkt niet logisch, echter dat is het wel.
"Meep meep meep." Beaker

#10

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44877 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 04 februari 2006 - 13:05

Wouter Masselink schreef:

Hoezo zou water een vage uitzondering hebben?

dartmouth.edu (link zie eerder) schrijft:

To our knowledge the intrinsic blueness of water is the only example from nature in which color originates from vibrational transitions.


Waarom dat zo zou zijn en of dat inderdaad zo is, m.a.w. bevestiging van de bewering op die site, daar zijn we naar op zoek, en dan liefst zo dat in helder Nederlands kan worden uitgelegd wat er nou eigenlijk aan de hand is. :roll: En als dit hier niet lukt, dan start ik wel een nieuw topic onder moderne natuurkunde, want daar moet het antwoord liggen.

Maar water lijkt in dit opzicht wel bijzonder dus. (is het trouwens in wel meer opzichten, zonder daarbij allerlei fysische of chemische wetten met voeten te treden) :P
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#11

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44877 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 07 februari 2006 - 17:00

http://webexhibits.o...ofcolor/5B.html
Geplaatste afbeeldingHydrogen bonding (purple) occurs when an atom of hydrogen is attracted by rather strong forces to two atoms instead of only one, so that it may be considered to be acting as a bond between them. In water the hydrogen atom (white) is covalently attached to the oxygen (red) of a water molecule (about 470 kJ/mol) but has an additional attraction (about 22 kJ/mol) to a neighboring oxygen atom of another water molecule

Role of "vibrational transitions"

Laboratory observation of the vibrational transitions that give water its color requires only simple equipment. The graph at right gives the visible and near IR spectrum of H2O at room temperature. The absorption below 700 nm in wavelength contributes to the color of water. This absorption consists of the short wavelength tail of a band centered at 760 nm and two weaker bands at 660 and 605 nm.
Geplaatste afbeelding
Why vibrational? We know the cause of color is atomic vibrations because "heavy" water (which vibrates more slowely) has a similar absorption curve, shifted to longer, slower frequencies.

The vibrational origin of this visible absorption of H2O is demonstrated by the spectrum of heavy water, D2O. Heavy water is chemically the same as regular (light) water, but with the two hydrogen atoms (as in H2O) replaced with deuterium atoms (deuterium is an isotope of hydrogen with one extra neutron -- the extra neutron that makes heavy water "heavy," about 10% heavier). Heavy water is colorless because all of its corresponding vibrational transitions are shifted to lower energy by the increase in isotope mass. For example the H2O band at 760 nm is shifted to approximately 1000 nm in D2O.
Geplaatste afbeelding
The bent water molecule H2O in the free state has three fundamental vibrations. It is helpful to think of metal spheres fixed on strong springs in visualizing these vibrations. The three normal modes are: (a) the symmetrical stretch, (b) the symmetrical bend, and © the antisymmetrical bend.


Dus als ik het nou goed snap, zijn die vibrational transitions niets anders dan een absorptie van energie in covalente bindingen en H-bruggen, in tegenstelling tot "gewone" absorptie waarbij elektronen op een hoger energieniveau terechtkomen. Van enkele andere stoffen zoals ammoniak wordt ook dit rood-absorptiegedrag verwacht, maar dit wordt nauwelijks waargenomen omdat die stoffen in de natuur niet voldoende in bulk voorkomen.

Ik las eerst iets in de geest van het absorberen van meerdere "rode" fotonen, wiens gecombineerde energie dan zou kunnen leiden tot het uitzenden van een "blauw" foton. Maar dat is het dus niet?

Voor wie meer verstand van zaken heeft, maar meer wil weten, google: "vibrational transitions"
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#12

Bartsel

    Bartsel


  • >100 berichten
  • 196 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 07 februari 2006 - 19:08

De "kleur" van "schoon" natuurwater (de kleur die je ziet van het droge) is vanuit het water weerkaatsend licht, en blijkbaar is het door schoon natuurwater weerkaatste licht dus blauw.
Volgens mij heeft dit voornamelijk met de (on)zuiverheid van water te maken en de daaruit voortkomende lichtverstrooiing.
Kleine deeltjes verstrooien licht. Ook in schoon natuurwater (bv een tropische zee) zitten verontreinigingen. Het heldere karakter van tropische zee-water geeft aan dat deze deeltjes erg klein zijn, en het zijn er niet zo veel (anders zou het water immers niet zo helder zijn). Kleine deeltjes verstrooien eerder blauw licht dan rood licht, en verstrooien dus meer blauw dan rood licht richting je oog. Analoog werkt het geloof ik ook zo met de lucht waarin zich ook veel kleine deeltjes bevinden (en deze ziet er daardoor ook blauw uit).
Dit lijkt in tegenstrijd met het feit dat het licht onder water steeds blauwiger wordt naarmate je dieper gaat. Immers; hoe meer blauw licht er wordt verstrooid hoe meer rood er zou moeten overblijven. Echter, rood licht wordt eerder geabsorbeerd (door de deeltjes EN zoals boven gedemonstreerd door het water zelf) dan weerkaatst of verstrooid, en zo blijft er dieper en dieper onder water steeds meer blauw dan rood licht over.
De noordzee is niet blauw vanaf de kust maar eerder grijs. Dit komt doordat er zoveel deeltjes in zweven dat bijna al het licht dat er in valt wordt geabsorbeerd; waar je naar kijkt is feitelijk de kleur van zeeklei. En in de noordzee zelf zie je geen hand voor ogen.
Wat mijn vraag is in dit topic is dus: Moet je dus geen onderscheid maken tussen het licht dat wordt WEERKAATST vanuit het water (en dat je dus ziet vanaf het droge), en licht dat wordt DOORGELATEN door het water (en dat je dus ziet onder water)?
Ik denk dus niet dat volledig zuiver diep water er vanaf droge blauw zal uitzien maar simpelweg transparant. Bevind je je in dat water, wordt het denk ik wel blauwer naarmate je dieper daalt.
In deze tijden is het echter welhaast ondenkbaar dat er ergens op de wereld zulk schoon water bestaat. Laten we vanuit wetenschappelijk oogpunt met z'n allen op de Groenen gaan stemmen (die zich misschien beter groenblauw kunnen noemen)...
"Pfff... Facts. You can prove anything with facts" -
Homer Simpson

#13

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44877 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 07 februari 2006 - 22:37

Bartsel schrijft:

Ik denk dus niet dat volledig zuiver diep water er vanaf droge blauw zal uitzien maar simpelweg transparant.


En met die gedachte vergist Bartsel zich:
http://www.dartmouth...nsfer/water.htm
Geplaatste afbeelding

The blue color of water may be easily seen with the naked eye by looking through a long tube filled with purified water. We used a 3 m long by 4 cm diameter length of aluminum tubing with a Plexiglass window epoxied to one end of the tube. Ten or more observers each reported seeing a blue color when they looked through the tube and observed a sunlight-illuminated white paper placed below the vertically-suspended tube (see for yourself : H2O- on the left and blue, D2O-on the right and transparent).


En dit is dus zeer zuiver water naast zeer zuiver zwaar water.
Die blauwe kleur heeft dus niets met verstrooiing door deeltjes te maken.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#14

Bartsel

    Bartsel


  • >100 berichten
  • 196 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 07 februari 2006 - 22:46

Ik heb wellicht de vraag niet helemaal goed gelezen, ik dacht dat hij was wat er blauw is als je vanaf enkele meters NAAR water kijkt, niet als je DOOR enkele meters water kijkt :roll:

In mijn betoog is de blauwe kleur die je ziet op jouw plaatjes het gevolg van door de buis met water te kijken, en eigenlijk vergelijkbaar met wat ik bedoelde door onder water naar boven te kijken (dus DOOR het water).
Door de absorptie-eigenschappen van water is het inderdaad blauw, zoals we beiden beweerden.

Maar als je niet DOOR een buis water NAAR het licht kijkt, maar naar water kijkt met de lichtbron in je rug, is wat je ziet wel alleen voornamelijk het effect van weerkaatsing en verstrooiing denk ik. Ik heb dit op mijn middelbare school geloof ik ook eens gezien door dettol in water te mengen en er een lamp op te schijnen. De microdeeltjes Dettol (suspensie) geven van bovenaf een helderblauwe kleur aan het water, terwijl je wit licht ziet als je er doorheen kijkt richting lichtbron (de bak was niet echt groot genoeg om de blauwe kleur van het water te zien; een beetje blauw zal het wel geweest zijn, maar het was zeker veel witter dan van bovenaf gezien)

Zou je naar de zee kijken vanaf het droge (wat dus wellicht niet de vraag was) dan is wat je ziet het gevolg van op zijn minst beide verschijnselen denk ik.
"Pfff... Facts. You can prove anything with facts" -
Homer Simpson

#15

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44877 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 07 februari 2006 - 23:36

Het is dus juist wel de bedoeling vanaf het droge naar die zee te kijken, en dan een blauwe zee te zien, voornamelijk als gevolg van dat absorptieverschijnsel. Een watermolecuul vangt een "blauw" foton, en zendt dat in alle richtingen weer uit. Een watermolecuul vangt een "rood" foton, en dat heeft nou juist een grote kans om niet weer te worden uitgezonden, maar om geabsorbeerd te worden. Wat je ziet boven een wateroppervlak is dus het licht dat ergens onder water door een molecuul wordt ingevangen en weer uitgezonden(ook naar boven toe en zijdelings), en veel minder het geabsorbeerde rode, want dat is grotendeels in trilling (warmte) omgezet. Per saldo zie je dus blauw water.

Door verontreinigingen ( en daarmee bedoel ik hier gewoon deeltjes die geen water zijn, niet perse milieuverontreiniging) kan een andere kleur de overhand krijgen.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures