Solo el agua de mar aparece de color azul, ¿por qué esto no sucede en el agua de río?

La razón no es el agua salada. Grandes masas de agua parecen ser azules, tanto océanos como piscinas.

El agua absorbe la mayor parte de la longitud de onda roja. La mayoría de los materiales tienen su color a partir de los procesos de absorción y reemisión de electrones de valencia a nivel de superficie. En el agua no es así, porque la mayor parte del color es causado por la vibración de las moléculas. Debido a que los fotones se dispersan inelásticamente (en lugar de ser simplemente absorbidos), parte de sus energías se transforman en energías vibratorias de las moléculas.

Ahora, cuando un fotón interactúa con un átomo, pueden suceder tres cosas:

1. dispersión elástica, dispersión de Rayleigh, cuando el fotón mantiene su energía y cambia el ángulo

2. dispersión inelástica, el fotón cede parte de su energía al átomo y cambia el ángulo

3. absorción, el fotón cede toda su energía al átomo, y el electrón absorbente pasa a un nivel de energía superior.

En el caso de grandes masas de agua, tres cosas provocan el color:

1. dispersión elástica, dispersión de Rayleigh, en la superficie del agua, la luz del sol se refleja y parece ser azul desde ciertos ángulos

2. dispersión inelástica, parte de las energías de los fotones se transfieren a las energías de las energías vibratorias de las moléculas. Esto significa que, debido al enlace de hidrógeno, los fotones de longitud de onda de color rojo se desplazarán a longitudes de onda de color azul.

3. el agua también puede absorber y volver a emitir luz, pero debido a la alta proporción de refracción y reflexión en el agua, la proporción de fotones absorbidos es baja.

Esto le da a un cuerpo de agua cuando se mira a través de él un color azul. Pero luego viene la pregunta, ¿por qué un cuerpo de agua cuando se mira (no a través) es azul? En este caso, se requiere que la materia suspendida disperse la luz para obtener el color, y la luz azul debe regresar a la superficie para ser visible. Tal materia suspendida también puede cambiar la luz dispersada a un color verde, que a menudo se ve en los ríos. La respuesta a la pregunta de por qué los ríos aparecen verdes en lugar de azules es porque esos tres factores tienen efectos diferentes en diferentes tipos de masas de agua.

Las piscinas suelen aparecer más incoloras, pero siguen siendo azules y no verdes. Esto se debe a que los efectos vienen en este orden de importancia:

1. el reflejo del fondo de la piscina es dominante

2. la luz reflejada de la superficie (azul) es menos dominante y los cambios de vibración son menos dominantes que el color del fondo

3. la luz reflejada de la materia suspendida (verde) es menos dominante

4. ángulo de observación menos dominante

Los océanos parecen más azules porque:

1. la luz reflejada de la superficie es dominante y los cambios de vibración

2. El ángulo de observación (y la profundidad) es importante porque los océanos se ven azules desde lejos, cuando son lo suficientemente profundos (para que el fondo no se refleje)

3. la luz reflejada de la materia suspendida no es tan dominante porque los océanos tienden a ser claros

Ríos, lagos poco profundos:

1. La reflexión de la materia suspendida (verde) es importante porque los lagos y ríos poco profundos tienden a tener más arena y polvo que los océanos y las piscinas.

2. El reflejo del fondo es importante porque son poco profundos y el fondo no es azul (más gris como la arena)

3. El ángulo de reflexión es importante porque los lagos desde muy lejos y ciertos ángulos parecen más azules cuando el fondo no es visible y el reflejo de la superficie se vuelve dominante.

4. El cambio vibratorio se vuelve menos dominante porque la materia suspendida es más dominante y el agua no es lo suficientemente profunda

El color de un cuerpo de agua generalmente se debe principalmente a la luz reflejada desde el cielo y los alrededores. Por supuesto, el océano generalmente no tiene mucho a su alrededor excepto el cielo, pero en un lugar donde mucha luz de la vegetación se refleja en el agua, el océano puede parecer verde.

Este es un lago de agua dulce; puede ver reflejos de cielo blanco, cielo azul, árboles verdes, etc.

Los colores del agua, especialmente los de los reflejos del cielo, tienden a ser más oscuros y diferentes porque los colores del cielo suelen estar polarizados. Cuando la luz rebota en una superficie lisa, la superficie refleja la luz con polarización horizontal con más eficacia que la luz con polarización vertical (consulte el ángulo de Brewster), por lo que algunos tragaluces pueden terminar oscurecidos o iluminados en relación con otros colores según el ángulo de polarización y el ángulo de incidencia.