用物理学解释海水为什么是蓝色的和浪花为什么是白色的?

Question

用物理学解释海水为什么是蓝色的和浪花为什么是白色的?

Answer 1

海水蓝色
原因是海水中的微小颗粒对蓝色光散射更强（其实是对波长短的光散射强,红橙黄绿青蓝靛紫,是波长从长到短的顺序）,和天空是蓝色的原因相同.
散射,就是光照射在小颗粒上时不再沿着直线传播,而是想着周围发散的现象.
如果你在海水下面看太阳,会看到,太阳是红色的,因为太阳光里蓝色的成分都被散射掉了,向四周发散,只有红色的部分还在“坚持”向前直线传播.而向四周发散的光,主要是蓝色,所以除了直线看太阳之外,其他部分,都是蓝色的.
浪花是白色,因为光的漫反射.漫反射的阳光是白色的,例如白纸在阳光下（红纸是因为纸吸收了红色之外的光）.浪花里有无数小气泡,小气泡的界面是向着各个方向的,从而把阳光向各个方向反射,形成漫反射从而看起来是白色.例如,蛋清是无色透明的,但是搅拌成泡沫后就是白色的,再例如很多花瓣是白色,其实其中完全没有色素,只是分布着大量的小气泡而已.这都是大量微小气泡形成漫反射显白色的例子.类似的物理现象还有,冰糖是透明的,磨成糖粉就是白色的（因为细小的糖粉每一个颗粒都把光向不同的方向反射,从而形成漫反射.）玻璃也是一样.基本上,所有透明的液体,只要其中布满微小气泡,就会是白色,所有透明物体,磨成粉末,也必然是白色.
这时候你会问,同样都是微小颗粒导致光发散出去,为什么海水的就是蓝色而浪花就是白色呢
原因就是颗粒的大小.海水中导致蓝色的颗粒,非常非常小,小到红色光可以绕过它继续前进而蓝色光不行（这是衍射原理,波长越长衍射越明显）,而浪花中的气泡虽然肉眼难以分辨,但是相对于海水中的微小颗粒还是很大,所以不论红光蓝光都无法绕过,全部被反射,形成白色.