¿Por qué el agua es transparente?

Answer 1

Para comprender la respuesta a esta pregunta, primero debe comprender el espectro electromagnético. Es un gradiente continuo de energía que abarca ondas de radio, microondas, ondas infrarrojas, luz visible, ondas ultravioletas (UV), rayos X y rayos gamma.

La razón por la que vemos colores se debe a que los electrones de los átomos alcanzan un estado de excitación. Cuando esos electrones regresan a sus estados normales, emiten una cierta cantidad de energía que corresponde a cualquiera de los colores (si es que está en el espectro visible) u otro tipo de radiación EM.

Debido a la estructura y composición del agua (tres átomos: dos hidrógenos y un oxígeno), sus electrones excitados emiten radiación en la región ultravioleta del espectro, no en la parte de luz visible (que en realidad es una pieza pequeña en comparación con toda la cosa). La luz visible es energía con longitudes de onda entre 390 nm y 750 nm. Nuestros ojos solo pueden ver la porción de luz visible del espectro, por lo que no podemos notar ningún color en el agua. Sus absorciones de electrones simplemente ocurren en una parte del espectro que no podemos detectar visiblemente.

Answer 2

El agua es transparente debido al hecho de que las moléculas no están condensadas, sino que están muy separadas en el nivel molecular; Por lo tanto, la luz pasa a través del agua más fácilmente que el cemento, o una pared.
Una vez que la luz del sol incide en un objeto, el objeto absorbe parte de la luz (digamos azul y amarillo), pero la otra parte (rojo) desvía y golpea la pupila de nuestros ojos. A partir de ahí, nuestro cerebro traduce este tipo de luz como el color que ves. Sin embargo, el agua es diferente. Cuando la luz incide en el agua, hay un 10% de probabilidad (quizás 20%) de que la luz realmente llegue al agua, porque el agua no es densa, sino que se separa.
La mayor parte de la luz pasa a través del agua, golpea el objeto del otro lado y desvía la otra parte de la luz hacia nuestros ojos.

Cuando lo piensas, la transparencia del agua no tiene nada que ver con la evolución, sino el hecho de que la luz pasa a través del agua más que el mercurio, el cemento, las rocas, etc.
Todavía estoy cuestionando cómo podrían haber evolucionado los ojos. Nos ha llevado 7,000 años inventar un ojo biónico. ¿Cómo podrían caer las posibilidades en los lugares correctos tantas veces que tengamos bastones y conos en pleno funcionamiento, millones de células receptoras de luz y un laberinto de grasa de obra maestra en nuestras cabezas que asombrosamente tiene la capacidad de traducir la luz (junto con el funcionamiento de nuestros cuerpos)? mejor que un robot hecho por el hombre)? ¿Cómo podrían las posibilidades hacer que un código genético sea tan largo y tan complejo que realmente signifique algo?
¿Cómo surge el orden del desorden?

Para resumir mi teoría,
1. La luz se desvía de la materia.
2. Las cosas opacas (como el cemento) tienen mucha materia por pulgada cúbica
3. Las cosas transparentes (como el agua) tienen poca materia por pulgada cúbica
4. Es más difícil para la luz desviarse de algo con menos materia que desviarse para algo con más materia

Answer 3

El agua no es, de hecho, incolora, pero es ligeramente azul. Como puede ver a continuación, en el rango visible, hay un poco más de absorción hacia las longitudes de onda largas, por lo que más luz azul lo atraviesa que la luz más roja. Sin embargo, la absorción es muy baja en el rango visible, por lo que el color azul es débil y no es aparente a menos que se vea a través de un espesor significativo de agua. La razón por la que las soluciones Cu2 + [math] CuX2 + [/ math] aparecen tan vívidamente azules es porque también absorben la luz roja, pero muy fuertemente, por lo que mucha más luz azul que roja pasa a través de la solución.

No estoy seguro de lo que quiere decir con transparente aquí, pero si quiere decir por qué no es el agua opaca, porque el agua no absorbe mucha luz visible (como se describe anteriormente), y no contiene ninguna no uniformidad (como Las partículas o los glóbulos de grasa en la leche) que pueden causar la dispersión, los fotones pueden viajar a través del agua en línea recta y la mayoría lo hacen sin ser absorbidos, lo que hace que el agua sea incolora (cuando se mira a través de una pequeña cantidad) y transparente, como lo es el aire.

Por ashrith reddy

Answer 4

Dhrubajyoti Samanta ha dado una buena parte de esta pregunta.

Añadido a eso
La luz solar tiene todos los rangos de frecuencia posibles. Nuestros ojos son capaces de sentir solo cierto rango de frecuencias. Este rango se llama rango visible en el espectro electromagnético.

Imagen tomada de: @Espectro electromagnético

Aparte de eso, un cuerpo se considera transparente si puede transmitir algunas de las ondas de radiación que caen sobre su superficie. Si las ondas electromagnéticas no se transmiten a través de la sustancia, se denomina opaco. Cuando las ondas de radiación golpean la superficie de un cuerpo opaco, algunas de las ondas se reflejan hacia atrás mientras que las otras ondas son absorbidas por una capa delgada del material cerca de la superficie.

Imagen tomada de: Calentadores infrarrojos | Calefacción por infrarrojos industrial | Elementos de cerámica del calentador

Los objetos como el vidrio o el agua transmiten ondas de radiación de rango visible, por lo tanto, no podemos ver esos objetos con nuestros ojos. Algunos de estos objetos se pueden ver en la cámara de infrarrojos porque absorben o reflejan la radiación infrarroja.

Answer 5

Diferentes moléculas interactuarán de manera diferente con diferentes tipos de radiaciones de luz.

Usted dice que el agua es transparente, pero si pudiera ver la “luz” infrarroja o de microondas, podría pensar que el agua bloquea la luz de la misma manera que no puede ver a través de una pared de concreto. El agua absorbe la mayor parte de la radiación de microondas. Es por eso que un horno de microondas puede calentar su café en la mañana. No absorbe la luz visible, por lo que dices que es transparente.

Básicamente, las moléculas de agua no son “afectadas” por la luz visible. Pasa a través sin ser absorbido.

Answer 6

No puedo dar una respuesta educada, pero con la esperanza de que alguien más pueda hacerlo, permítame señalar dos fallas en las respuestas proporcionadas hasta ahora.

1. Decir que el agua es transparente porque los ojos evolucionados en el agua plantea la pregunta: ¿por qué el aire es transparente?

2. Tal vez exista una definición científica específica de la palabra transparente, pero en el uso diario se está bailando el significado. De hecho, busqué transparente en una búsqueda de Google y la frase “agua azul transparente” se incluyó en la definición preferida.

En definitiva, el agua no es absolutamente transparente para nuestros ojos. Como tal, la pregunta central parece ser, a nuestros ojos, ¿por qué el agua es menos transparente que el aire o el alcohol y más transparente que el mercurio? Para mí, decir que el espectro de absorción difiere “debido a la forma en que están dispuestos los átomos” es una simplificación que no proporciona una respuesta verdadera. Lo que lleva a una reformulación aún más exacta de la pregunta:

¿Por qué la disposición específica de los átomos en el agua hace que aparezca mayormente transparente en el espectro visible de la luz?

Quizás otros encuentren que algunos elementos de las respuestas proporcionadas aquí son suficientes para responder esa pregunta; Solo quería señalar que la forma en que se presentaron y se formularon las respuestas hasta el momento, no llegan al meollo de la pregunta. Esto incluye respuestas que describen las características del espectro de absorción del agua, porque eso también es simplemente una tautología.

Answer 7

Creo que el agua es transparente porque los ojos evolucionaron primero en el agua. El rango del espectro EM que detectamos corresponde al espectro para el cual el agua es transparente (absorbe lo menos). Si hubiéramos evolucionado en mercurio, pensaríamos que el mercurio es transparente y detectaríamos ondas EM que pasan a través del mercurio.

Ahora, ¿por qué es así?

Porque ser capaz de detectar las ondas electromagnéticas que pasan a través del agua puede ayudarnos en gran medida a sobrevivir detectando la fuente de energía (sol) y evitando a los depredadores (o encontrando presas / alimentos). ¿Por qué no podemos detectar longitudes de onda de mayor energía que pasan a través de material más denso? Bueno, primero que todo, algunas criaturas lo hacen (ej. Camarón Mantis). Segundo, no gran parte de la radiación de espectro más alto llega hasta la superficie de la tierra. Tercero, los haces de alta energía son difíciles de manejar por el receptor; Te destruyen si interactúas con ellos y, por lo tanto, los receptores (ojos) que los detectan son costosos de fabricar.

Para más información, vea la gran respuesta de Quora User (más detallada y complementaria). [Decidí actualizar esta respuesta ya que muchas más personas la leyeron de lo que esperaba, hubo un gesto con la mano en mi respuesta original que traté de eliminar, sin cambiar demasiado].

Answer 8

La luz es una forma de energía electromagnética con una amplia gama de longitudes de onda. Sin embargo, el rango que un ojo humano puede “ver” es un segmento muy pequeño, que va desde unos 400 nanómetros a unos 800 nanómetros. Este estrecho rango de longitudes de onda a las que un ojo humano es sensible, se conoce como “la región visible” de la radiación electromagnética.

Dos de las interacciones más importantes que un material puede involucrar con la radiación son la absorción y la dispersión. Cuando la luz incide sobre un objeto, la parte que ni se absorbe ni se dispersa se transmite, generalmente, a través de ella hacia el otro lado. Si un material absorbe alguna parte de la región visible, entonces el material nos parece de color. El color, un objeto que se ve, se llama “complementario” a la porción de luz absorbida.

Si un material absorbe todo el rango visible de luz, entonces ‘nos parece’ negros porque casi no queda luz visible del objeto para alcanzar nuestros ojos. Si un material no absorbe ninguna parte del rango visible de la luz, entonces el objeto aparece sin color transparente, cuando se transmite la luz, o blanco, cuando se dispersa. El agua tiene moléculas de H {-2} O que no tienen el tipo de electrones que absorben ninguna parte del rango visible (pero tienen electrones que absorben solo el rango ultravioleta invisible) de luz y su tamaño es inferior a 4 angstroms (décimo de un nanómetro) con un espacio intermolecular promedio de menos de 10 angstroms. Por eso el agua aparece transparente. Varios otros líquidos, como el benceno, el alcohol, el cloroformo, el aceite de coco, etc. también se ven transparentes por esta razón.

Incluso cuando el tamaño de los constituyentes no absorbentes es menor o mayor que la longitud de onda, pero si el espacio inter entre ellos o el tamaño de los bordes hechos de ellos es de alguna manera comparable a la longitud de onda de la radiación visible, entonces el objeto simplemente se ve blanco porque gran parte de la luz no absorbida se dispersa. Por este motivo, un trozo de tiza, vidrio molido, humo, leche, etc., se ve blanco.

Sorce http://megaanswers.com/amp/

Answer 9

Primero, no lo es: el fondo del océano es oscuro.
Es decir, depende del grosor que consideres, y también de la longitud de onda (el rojo se detiene mucho más rápido que el azul).

La distancia entre las moléculas es mucho más pequeña que la longitud de onda de la luz a la luz, véala como un material continuo: no hay difusión que blanquee o desenfoque la imagen.

El agua no es un metal, por lo que no hay un campo de electrones común para resonar y absorber fotones. Por lo tanto, los fotones solo pueden ser absorbidos si luego coinciden con una brecha entre las capas electrónicas de la molécula, o corresponden a una brecha de otro cambio de configuración en los grados mecánicos de libertad. Esto es raro, por lo que el coeficiente de absorción es bajo.

Answer 10

Con todo respeto, es sorprendente que una respuesta incorrecta haya tenido tantos votos positivos. ¡La transparencia del agua no tiene nada que ver con la visión humana o de otra vida! ¿No era el agua transparente antes de que existiera la vida? ¡Vamos!

La transparencia es simplemente la propiedad de un medio que permite a los fotones viajar a través de él. Es posible que hayas leído que antes de la Radiación de Fondo de Microondas Cósmica el universo era “opaco” y que luego se volvió “transparente”. ¿Hubo ojos humanos alrededor quizás?

El agua es transparente simplemente porque permite que los fotones de un cierto rango de frecuencia viajen a través de ella (absorbe algunos pero no mucho, de modo que cuanto más profundizamos, menos luz llega allí).

En cuanto a la evolución de los ojos, el espectro del Sol es algo así como 5% ultravioleta, 45% visible y 50% infrarrojo o menor (radio, microondas).
Ver ultravioleta no es una buena idea (aunque algunos animales lo ven, como algunos insectos) porque puede dañar fácilmente las moléculas receptoras.

El infrarrojo a frecuencias suficientemente bajas se hace notar como calor en lugar de luz, por lo que tampoco hay una gran ventaja en verlo (aunque las serpientes o los murciélagos pueden verlo).

Así que es bastante natural que la mayoría de los ojos se especialicen en ver (parte de) el espectro visible (muchos animales no lo ven completamente, solo una fracción de él). ¡Nada que ver con la transparencia del agua!

Answer 11

Si un material absorbe todo el rango visible de luz, entonces ‘nos parece’ negros porque casi no queda luz visible del objeto para alcanzar nuestros ojos. Si un material no absorbe ninguna parte del rango visible de la luz, entonces el objeto aparece sin color transparente, cuando se transmite la luz, o blanco, cuando se dispersa.

El agua tiene moléculas de H {-2} O que no tienen el tipo de electrones que absorben ninguna parte del rango visible (pero tienen electrones que absorben solo el rango ultravioleta invisible) de luz y su tamaño es inferior a 4 angstroms (décimo de un nanómetro) con un espacio intermolecular promedio de menos de 10 angstroms. Por eso el agua aparece transparente. Varios otros líquidos, como el benceno, el alcohol, el cloroformo, el aceite de coco, etc. también se ven transparentes por esta razón.

Answer 12

¿No es esto como preguntar “por qué el cielo es azul?” O “¿por qué el agua es un líquido?”

Sam Sanai tiene la respuesta al revés. El agua no es transparente porque los ojos evolucionaron primero en el agua. Los ojos evolucionaron en el agua porque el agua es transparente.
La analogía del mercurio no me está ganando. El agua es el “solvente universal” y muchas reacciones químicas funcionan mejor en el agua, incluidos los gradientes de difusión, gracias a la débil polaridad, el pequeño tamaño y la estabilidad del agua líquida en un amplio rango de temperaturas y presiones. Un metal líquido tan denso como el mercurio, y es líquido en un rango mucho más estrecho, y es raro en el universo (a diferencia del hidrógeno y el oxígeno), hace más que improbable que la vida se desarrolle en él.

Answer 13

Wikipedia afirma que ningún ave puede ver en la parte infrarroja del espectro EM que permitiría la visión en completa oscuridad. ¿Por qué no tiene pájaro o animal la visión infrarroja evolucionada? Parece que ser capaz de ver en completa oscuridad otorgaría una gran ventaja evolutiva, además de ser ultra cool.

La retina del Tawny Owl tiene aproximadamente 56,000 barras sensibles a la luz por milímetro cuadrado (36 millones por pulgada cuadrada); aunque las reclamaciones anteriores que se podían ver en la parte infrarroja del espectro se han descartado. [39]

Answer 14

Como ya sabes, el agua (pura) está hecha de moléculas de hidrógeno y oxígeno.

El color de cualquier sustancia se debe a los elementos involucrados, por ejemplo, El color azul del vidrio sería debido al cobalto (cobre). Como el oxígeno y el hidrógeno son incoloros (algunos elementos de base son incoloros, pero el compuesto podría ser colorido … en caso de compuestos de elementos de tierras raras), obtenemos agua incolora.
Si hay algunas impurezas, pueden cambiar el color. Corrígeme si me equivoco.

Answer 15

El agua absorbe fuertemente la mayoría de las longitudes de onda en el espectro electromagnético, pero tiene una ventana estrecha de transparencia que incluye el espectro visible. El intervalo del espectro de absorción mostrado es desde longitudes de onda del orden de un kilómetro hasta aproximadamente el tamaño de un protón, alrededor de 10-15 metros. No absorbe en el rango de longitud de onda de la luz visible, aproximadamente 400-700 nm, porque no hay ningún mecanismo físico que produzca transiciones en esa región; es demasiado energético para las vibraciones de la molécula de agua y está por debajo de las energías necesarias para causar transiciones electrónicas

Answer 16

La respuesta de Pritesh Desai es la mejor publicada hasta ahora, pero debo señalar que la respuesta de Sam Sinai realmente inició esta conversación con el pie equivocado. La pregunta formulada originalmente era equivalente a preguntar: “¿Por qué las frecuencias de luz visibles pasan a través del agua sin ser absorbidas o difundidas?” La evolución no puede tener nada que ver con esa pregunta porque el agua no “evoluciona”. Las propiedades físicas de las sustancias (como el H20) no cambian, y se remontan al principio del universo.

Sam estaba respondiendo una pregunta diferente: “¿Por qué los humanos pueden percibir la luz en las frecuencias que no son absorbidas o difundidas por el agua?” La evolución es una respuesta buena y especulativa a esa pregunta … pero esa no fue la pregunta formulada.

En respuesta a la pregunta formulada, la mejor frase publicada hasta ahora es la de Pritesh: “No existe un mecanismo físico que produzca transiciones en esa región [del espectro de longitud de onda]; es demasiado enérgico para las vibraciones de la molécula de agua y por debajo de las energías”. Necesario para causar transiciones electrónicas “.

Answer 17

El color intrínseco del agua es azul (es decir, debido a la absorción vibratoria selectiva en la parte roja del espectro visible, el azul es el color complementario del rojo). Se puede observar cuando la luz pasa a través de varios metros de agua. Por lo tanto, uno esperaría que el ojo en evolución detectara el azul como el “color transparente”. Además, la transmisión calculada de un tubo lleno de agua de 3 m es del 44% (a 660 nm), debido principalmente a la pérdida de la intensidad del rojo.
Supongo que una forma de abordarlo experimentalmente es preparar dos soluciones igualmente absorbentes, una solución sería, por ejemplo. una solución roja, y la otra azul, y determinar si la solución azul está concebida como la más transparente a simple vista.
La premisa de Darryl Meistor me atrae de muchas maneras.

Answer 18

Como señaló Larry Jankowski, la pregunta original debe formularse de manera diferente. El agua es transparente a la radiación visible o “luz”, independientemente de si nuestros ojos (o cualquier detector, en realidad) pueden ver esta radiación. Si una sustancia es “transparente” a la luz dependerá de la capacidad de las moléculas (o átomos) para absorber y volver a emitir las longitudes de onda asociadas con la luz, en lugar de convertir la energía en calor. (La presencia de moléculas que son más grandes que la longitud de onda de la luz también puede hacer que la luz se disperse, por lo que el cielo es azul).
Sin embargo, ciertamente tendría sentido preguntar si nuestros ojos evolucionaron para detectar la banda de radiación que ahora vemos como luz * porque * el agua solo es transparente para estas longitudes de onda. Puede haber contribuido a la evolución temprana de nuestros ojos, pero tenga en cuenta que nuestros ojos están realmente muy fuera de foco cuando están sumergidos en el agua. Además, lo que ahora vemos como el rango “visible” del espectro electromagnético (380 a 780 nm), sin duda, tiene varias ventajas prácticas asociadas a él para su uso por parte de un órgano sensorial como nuestros ojos. Hay una gran cantidad de esta radiación en el ambiente debido al sol, no es ionizante, no es absorbida significativamente por nuestra atmósfera, los objetos en nuestro ambiente reflejan esta radiación en formas que nos permiten discriminar fácilmente, tiene una cantidad lo suficientemente pequeña. longitud de onda para proporcionar una buena resolución de la imagen, etcétera.

Answer 19

Asi que . . .

El agua es transparente a algunas longitudes de onda y no a otras, como lo es el mercurio. La implicación es que si hubiéramos evolucionado en mercurio líquido, veríamos en las longitudes de onda a las que el mercurio es transparente. Me resulta difícil imaginar qué tipo de vida podría sobrevivir en el mercurio líquido, pero ese no es el punto.

De manera similar, algunos objetos que son opacos para nosotros (por ejemplo, nuestras manos) son transparentes para otras longitudes de onda (por ejemplo, rayos X), aunque debo decir que nuestras manos no son totalmente opacas a la luz visible. ¿Alguien más ha lucido una antorcha pequeña y brillante a través de los extremos de sus dedos?

Esto plantea la pregunta, ¿son todas las sustancias transparentes a ciertas longitudes de onda del espectro electromagnético?

Answer 20

El agua es transparente porque tiene propiedades de no absorber demasiada energía a la frecuencia de la luz visible. El índice de refracción del agua es similar al del aire, por lo que los rayos de luz no pueden reflejarse en él. El agua se obtiene de varios recursos, que se analizan en estos enlaces: http://en.wikipedia.org/wiki/Water