水的顏色

水的顏色隨水所存在的環境條件而變化。儘管少量的水看起來是無色的，但純淨的水會略帶藍色，這種藍色隨着所觀察到的水深的增加，會變成深綠色。水的藍色是固有的，是由對自然白光的選擇性吸收和散射引起的。同時，溶解或懸浮的雜質也可能導致水變色。

本色

室內游泳池從上方看是藍色的，因為被池底所反射的光線穿過足夠量的水，使其紅色光被充分吸收。同樣的水在更小的桶中看起來僅會是淺藍色， ^[1]並且在近距離觀察會看似透明

液態水的本色接近綠松色，這可以通過透過長管注視白光光源來觀察，在該長管中需要裝滿純淨水並在兩端用透明材料封閉。這樣便可以觀察到水的淺藍綠色本色，這是由於水吸收了可見光譜中的紅色部分。^[2]

湖泊和海洋的顏色

大型水體（如湖泊和海洋）呈現藍色的原因有很多。其一是水面反映了天空的顏色。儘管這種反射影響了觀察到的顏色，但並這不是唯一的原因。 ^[3]側面和底部塗成白色的游泳池中的水會顯示為寶藍色，即使在沒有藍天可以反射的室內游泳池中也依然如此。同時，游泳池越深，水就會越藍。 ^[2]

照射海洋表面的一些光線會被反射，但大部分都穿透了水表面，並與水的分子相互作用。當被光照射時，水分子可以以三種不同的模式振動。紅色，橙色，黃色和綠色波長的光被吸收，因此其餘的可見光皆由較短波長的藍色和紫色組成。這是海洋和湖泊等大型水體呈現藍色的主要原因。反射的日光和從水體深處反回的光的影響在很大程度上取決於觀察角度。 ^[4]

水中的懸浮顆粒導致的光的散射在決定湖泊和海洋的顏色中也起着重要作用，使水在不同區域看起來更綠或更藍。幾十米的水會吸收幾乎所有的光線，因此如果沒有光的散射，所有的水體都將呈現黑色。由於大多數湖泊和海洋中都含有懸浮的生物和礦物質顆粒（稱為有色溶解有機物（CDOM）。懸浮顆粒導致的散射通常會像雪一樣呈白色，但是由於光首先穿過數米深的藍色水體，因此散射的光為藍色。在極其純淨的水中（例如高山上的湖泊），水分子本身的散射也會產生藍色。

由於瑞利散射，沿着人的視線在大氣中散射而產生的天空漫射會使遠處的物體呈現藍色調。這種現象在觀察遙遠的山脈時最為常見，但也會導致遠處的海洋看似發藍。

水質和顏色

水中存在的顏色不一定表示該水不可飲用。儘管諸如丹寧酸等引起顏色的物質在高濃度下可能對動物有毒。 ^[5]

參考

^ Davis, Jim; Milligan, Mark, Why is water yellow some times?, Public Information Series 96, Utah Geological Survey: 10, 2011 [5 October 2011], ISBN 978-1-55791-842-0, （原始內容存檔於23 January 2012）
^ ^2.0 ^2.1 Rossing, Thomas D.; Chiaverina, Christopher J. Light science: physics and the visual arts. Springer Science+Business Media. 1999: 6–7. ISBN 978-0-387-98827-6.
^ Braun & Smirnov 1993，第612頁:"...any simple answer is bound to mislead. It turns out that contributions to the observed color are made both by reflected skylight and by the intrinsic absorption."
^ Braun & Smirnov 1993，第613頁:"...the relative contribution of reflected skylight and the light scattered back from the depths is strongly dependent on observation angle."
^ Cannas, Antonello. Tannins: fascinating but sometimes dangerous molecules. Cornell University Department of Animal Science. Cornell University. [25 September 2020]. （原始內容存檔於2021-10-02）.

Dickey, Tommy D.; Kattawar, George W.; Voss, Kenneth J., Shedding new light on light in the ocean (PDF), Physics Today, April 2011, 64 (4): 44–49, Bibcode:2011PhT....64d..44D, doi:10.1063/1.3580492, （原始內容 (PDF)存檔於2012-04-25）
Pettit, Edison, On the Color of Crater Lake Water, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, February 1936, 22 (2): 139–146, Bibcode:1936PNAS...22..139P, PMC 1076722 , PMID 16588059, doi:10.1073/pnas.22.2.139

外部連結

[1] Davis, Jim; Milligan, Mark, Why is water yellow some times?, Public Information Series 96, Utah Geological Survey: 10, 2011 [5 October 2011], ISBN 978-1-55791-842-0, （原始內容存檔於23 January 2012）

[:0-2] 2.0 ^2.1 Rossing, Thomas D.; Chiaverina, Christopher J. Light science: physics and the visual arts. Springer Science+Business Media. 1999: 6–7. ISBN 978-0-387-98827-6.

[FOOTNOTEBraunSmirnov1993612-3] Braun & Smirnov 1993，第612頁:"...any simple answer is bound to mislead. It turns out that contributions to the observed color are made both by reflected skylight and by the intrinsic absorption."

[FOOTNOTEBraunSmirnov1993613-4] Braun & Smirnov 1993，第613頁:"...the relative contribution of reflected skylight and the light scattered back from the depths is strongly dependent on observation angle."

[5] Cannas, Antonello. Tannins: fascinating but sometimes dangerous molecules. Cornell University Department of Animal Science. Cornell University. [25 September 2020]. （原始內容存檔於2021-10-02）.

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[3]

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閱論編物理海洋學
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