冬天已经来临，当天空下起一夜的大雪，第二天我们就会看到白色的世界。

但是我们如果将水放进冰箱，只能得到透明的冰块。冰和雪都是由水构成，为何一个是透明的，一个却是白色的？

雪和冰颜色不同，其实是个光学问题？‍

水和冰为什么是透明的？

冰和雪本质上都是水（H2O），液态水是一种透明的物质，变成冰块后也是透明物质。

从光学上来看，人类的眼睛只能接收到物体反射的光，当光线撞击到一个物体上，物体会吸收光线中的色彩，反射自己没有的颜色，这种颜色反射到人类眼睛，我们就看到了颜色各异的物体。

我们看到的红色花朵，其实是花朵吸收了其他所有颜色，只反射了红色，因此我们的眼睛接收到了红色，就产生了这朵花是红色的“错觉”。

白色会反射所有颜色的光、黑色会吸收所有颜色的光，而透明的物体，光线会直接穿过。

水和冰，两种物质的表面都非常光滑，光线撞击到水和冰时，会直接穿过，不会吸收和反射光线，只会略微干扰光线传播的路径。

因此我们可以透过水和冰看到后面的物体，但是由于光线的折射，我们看到的物体会有略微的变形。

雪为什么是白色的？

水和冰的性质其实非常接近玻璃，我们可以透过玻璃看到对面的景色。但是，如果我们把玻璃打碎，或者把玻璃敲裂开，玻璃的透明度就会大大降低，有幸见过玻璃渣的人肯定知道，玻璃渣都不是透明的。

冰和雪的关系，就类似完整玻璃和玻璃渣的关系，雪花是由形状各异、结构各异的微小冰晶组成，和冰块不同，雪花的表面并不平整，结构也不规整。

虽然雪花本质上是透明的，但是由于其复杂的结构，所有颜色的光都在雪花内部来回反射和折射，最终这些颜色也都反射到我们的眼睛上，多种颜色的光叠加，让我们看到的雪花变成了白色！

雪地也会呈现彩虹的颜色？

虽然雪花会将所有颜色的光平等地反射出去，但是光线的传播却不是平等的。

当雪花的光反射出来后，光的颜色会逐渐发生散射，其中的蓝光可以传播更远的距离，因此我们观察远处的冰山时，会感觉雪盖呈现出蓝色。观察距离越远，这种散射现象越明显，雪的颜色也会越蓝。

雪花本身不会发光，只会平等的反射光线，因此照射到雪地的光源，也会决定雪地的颜色，比如在血月期间，照射雪地的红光较多，但雪花也会吸收一定的红光并且红光的散射最为明显，因此很有可能看到粉红雪地。

在很多地区，生物的作用也会影响雪地的颜色，比如意大利的Presena冰川，由于藻类生物的繁殖，雪地上布满了西瓜色的藻类生物，雪地也就变成了粉红色。

而在野生动物较多的地方，雪地很容易被野生动物踩踏，和泥土混合在一起，这时的雪地就有可能变成土地的黄色~

太阳光包含彩虹的颜色，理论上来说，雪花可以呈现出任何颜色！

但是雪花基本都是对称结构，因此所有颜色的光线在雪花中都是平等的，我们最常看到的也就是所有颜色的集合——白色。

雪花的对称结构，和雪花形成时的外界环境密切相关，目前科学家已经可以在实验室观察雪花的形成过程，并且通过改变环境，创造不同的雪花。

雪花并非“独一无二”？‍‍

在很长一段时间里，科学家在大自然中观察到的雪花，其形状和结构都不相同，因此也就出现了一种理论——没有两片相同的树叶，没有两片相同的雪花。

但是科学家在实验室制造雪花时，却发现如果雪花周围的环境完成相同，那么雪花的形状也会大致相同。

在实验室制造雪花时，科学家利用蒸汽水滴为雪花的形成提供水分，再适当调整温度，就可以让雪花逐渐凝结形成。

当科学家制造出两片相同的蒸汽区域时，雪花凝结出来的形状结构基本相同，这代表雪花的结构和形状，是由外界温度以及环境决定，只要外界环境大致相同，雪花的形状也会基本相同。

虽然两片相同的雪花理论上可以创造出来，但是由于蒸汽水滴非常小，即使人类可以通过显微镜看到蒸汽水滴，也无法完全复刻。

存在略微差距的蒸汽环境，会让雪花的形状结构出现略微的不同，尤其是雪花形成的最终阶段，蒸汽水滴的大小和位置略有不同，就会让雪花最终的扩展出现略微差距。