Почему лёд бывает прозрачным и белым

Зимой можно увидеть два совершенно разных льда одновременно. На озере он прозрачный, как стекло, сквозь него видно дно. А рядом сугроб - ослепительно белый, хотя это тот же самый замёрзший материал.

Разница не в самой воде. Она в том, что внутри неё осталось.

Что происходит со светом внутри льда

Чистая вода в жидком виде прозрачна. Когда она замерзает медленно, молекулы выстраиваются в упорядоченную кристаллическую решётку. Свет проходит сквозь такую структуру почти не отклоняясь, поэтому лёд кажется прозрачным.

Прозрачный лёд пропускает свет почти без препятствий

Но стоит добавить в воду воздух, соли или другие примеси, и картина меняется. Каждая микроскопическая неоднородность становится крошечным зеркалом, которое отражает и рассеивает свет во все стороны. Чем больше таких «зеркал», тем меньше света проходит напрямую и тем более матовым выглядит лёд.

Почему снег и лёд в сугробе белые

Снежинка - это тоже лёд, только в виде множества мелких кристаллов с воздушными прослойками между ними. Свет, попадая в сугроб, многократно отражается от граней кристаллов и пузырьков воздуха, пока не выходит наружу. Для глаза это выглядит как белый цвет.

Тот же эффект даёт лёд с большим количеством пузырьков. Если заморозить воду быстро или перемешать её во время замерзания, внутри останется много воздуха. Такой лёд будет белым и непрозрачным.

Почему лёд на озере прозрачный, а в стакане - нет

На поверхности озера вода замерзает медленно и спокойно. Пузырьки газа успевают подняться вверх, и кристаллы растут ровно. Такой лёд получается чистым и прозрачным.

В морозилке или в стакане всё иначе. Вода замерзает быстро, воздух не успевает выйти, и лёд становится мутным. Иногда внутри видны пузырьки и трещины - это те самые рассеивающие центры.

Может ли белый лёд стать прозрачным

Если взять мутный лёд и дать ему медленно подтаять, часть пузырьков уйдёт. Но полностью вернуть прозрачность сложно: структура уже нарушена.

А вот в природе всё работает наоборот. Медленное замерзание без перемешивания даёт почти идеально прозрачный лёд. Именно поэтому на Байкале или на северных озёрах лёд бывает таким чистым, что сквозь него видно камешки на дне.

Прозрачный лёд Байкала