คุณเคยสงสัยไหมว่าทำไมหิมะจึงดูเป็นสีขาว ทั้งที่ประกอบด้วยผลึกน้ำแข็งใส? คำตอบอยู่ที่วิธีที่โครงสร้างเกล็ดหิมะมีปฏิสัมพันธ์กับแสงแดด เราวิเคราะห์ปรากฏการณ์การกระจายและการสะท้อนหลายครั้ง อธิบายว่าการจัดเรียงแบบสุ่มของผลึก "จับ" ความยาวคลื่นแสงทั้งหมดและส่งกลับมายังตาของเราเป็นสีขาวบริสุทธิ์อย่างไร
หิมะดูเป็นสีขาวสว่างแม้ว่าจะทำจากผลึกน้ำแข็งใส ปรากฏการณ์ที่น่าสนใจนี้อธิบายได้ด้วยฟิสิกส์ของการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างแสงกับโครงสร้างผลึกที่ซับซ้อน
ผลึกน้ำแข็งแต่ละอันใสและโปร่งใส ยอมให้แสงผ่านได้ แต่เมื่อผลึกเหล่านี้หลายพันล้านอันสะสมเป็นหิมะ พวกมันดูเป็นสีขาวสนิท การทำความเข้าใจสิ่งนี้ต้องสำรวจว่าแสงมีพฤติกรรมอย่างไร
เมื่อแสงแดดเข้าสู่เกล็ดหิมะ มันพบกับพื้นผิวเล็กๆ นับไม่ถ้วนและขอบเขตระหว่างผลึกน้ำแข็งกับช่องอากาศ ที่ขอบเขตแต่ละแห่ง แสงจะกระจายไปในทิศทางต่างๆ
กุญแจสู่ความขาวของหิมะคือการสะท้อนหลายครั้ง แสงกระเด้งระหว่างผลึกหลายครั้งก่อนออกจากหิมะ การสะท้อนแต่ละครั้งเปลี่ยนทิศทางของแสงแบบสุ่ม
แสงสีขาวมีความยาวคลื่นที่มองเห็นได้ทั้งหมด (สี) เมื่อแสงกระจายเท่าๆ กันในทุกความยาวคลื่น เราจะรับรู้เป็นสีขาว หิมะกระจายทุกสีเท่าๆ กันเพราะโครงสร้างผลึกไม่มีความชอบสำหรับความยาวคลื่นใดเป็นพิเศษ
การวางแนวแบบสุ่มของผลึกน้ำแข็งในหิมะหมายความว่าไม่มีสีใดถูกดูดซับมากกว่าสีอื่น การปฏิบัติที่เท่าเทียมกันต่อความยาวคลื่นทั้งหมดสร้างลักษณะสีขาวที่เป็นเอกลักษณ์
หิมะอาจดูเป็นสีน้ำเงินในเงามืดหรือน้ำแข็งอัด เพราะเส้นทางแสงที่ยาวกว่ายอมให้การดูดซับความยาวคลื่นสีแดงเล็กน้อย หิมะสกปรกดูเป็นสีเทาหรือน้ำตาลเนื่องจากการดูดซับอนุภาค
หลักการเดียวกันอธิบายว่าทำไมแก้วบด น้ำตาล และเกลือดูเป็นสีขาวแม้ว่าจะโปร่งใสในรูปแบบของแข็ง กุญแจคือการกระจายแสงหลายครั้ง
ความขาวของหิมะเป็นการสาธิตที่สวยงามว่าแสงมีปฏิสัมพันธ์กับสสารอย่างไร การจัดเรียงแบบสุ่มของผลึกใสสร้างโอกาสในการกระจายนับไม่ถ้วน ส่งผลให้เกิดสีขาวบริสุทธิ์ที่เราเชื่อมโยงกับฤดูหนาว
