Почему ткань темнеет, если на нее попадает вода?
Один из популярнейших кинотропов — мокрые от страха штаны — существует благодаря этому явлению. Если бы мокрая ткань не отличалась от сухой, мир был бы совсем другим.
Прежде чем объяснить, почему мокрая одежда кажется темнее, расскажем, как человеческий глаз воспринимает цвета.
Как наши глаза различают цвета
Когда солнечный свет проходит через слои воздуха и попадает, например, на траву, мы видим ее зеленой. Это связано с тем, что трава поглощает волны света в синем, красном, желтом и оранжевом диапазоне электромагнитного спектра, но отражает волны зеленого света (560-520 нм). Таким образом, свет, отражающийся от травы, воспринимается нашими глазами как зеленый.
Точно так же наши глаза реагируют и на другие объекты — их цвет определяется способностью материала поглощать и отражать те или иные волны. Кроме того, текстура и состав материала могут влиять на восприятие нами его цвета. Например, белая футболка состоит из многочисленных прозрачных волокон, но в больших концентрациях в сочетании со светом и воздухом они создают видимый яркий белый цвет.
Кроме того, ткань может казаться гладкой, но на микроскопическом уровне окажется шероховатой. Такие поверхности, как правило, выглядят ярче, чем гладкие, потому что падающий свет имеет больше углов для преломления и отражения.
Так почему же мокрые ткани выглядят темнее
Теперь, когда мы понимаем, как ведет себя свет при попадании на сухую поверхность, вернемся к нашему главному вопросу. Когда ткань намокает, слой воды становится дополнительной отражающей поверхностью, из-за чего нам и кажется, что вещь стала темнее.
Представьте, что у вас есть красная футболка. Когда она сухая, свет попадает на ткань, которая поглощает волны всех длин за исключением тех, которые отражаются и кажутся нам красными (700-635 нм). Если эту футболку намочить, свет все так же будет попадать на ткань, но теперь в пространстве между волокон будет находиться не воздух, а вода, то есть, уже другая среда. В результате произойдет явление, называемое полным внутренним отражением.
Неровности влажной шероховатой поверхности волокон ткани покрыты тонким слоем воды, в результате многие лучи испытывают полное внутреннее отражение на границе вода – воздух, это приводит к дополнительным отражениям от поверхности. Так как при каждом отражении свет поглощается, то мокрая поверхность кажется более темной. После высыхания ткани в промежутки между волокнами возвращается воздух, и вещи снова становятся ярче.