为什么牛奶是白色的?
如果牛奶曾经粘在你的嘴唇上,在擦掉它之前,你也许会在镜子面前炫耀一番。这是因为上嘴唇呈现的白色,和天空永远是蓝色是一样的道理。
乳汁中富含蛋白质、脂肪、乳糖、矿物质和维生素,其确切成分因动物的不同而不同。牛奶中水的含量大约占总重量的87%,脂肪接近4%。但为什么牛奶是白色的呢?你也许听到过这样的回答:因为牛奶中有钙或糖,蛋白质或脂肪,这些物质都是白色的,它们中的一种或全部都反射白色光线。而食品学家们则认为,真正的原因更复杂,但也更有趣。
考虑到牛奶是液体,科学家们在高倍显微镜下观察时,发现它主要是由悬浮在奶液中的蛋白质和脂肪微粒构成的。酪蛋白是含量最多的蛋白质,它是长链分子连接起草莓形状凹凸不平的小球,直径大约为90~150纳米(一纳米是十亿分之一米)。牛奶中大部分钙、一半的磷酸盐和矿物质来自蛋白质,是小牛骨骼生长所必需的物质。
科学家们把这些微小的蛋白质球称为胶束。它们的直径小于可见光的波长(400~700纳米),太小以致不能反射光线。当光线照射一杯牛奶时,白色光反而被散射到各个方向。小脂肪粒加上部分光线的散射作用,我们就看到了白色的牛奶。
但是又出现了一个问题:白色光线由七彩色叠加而成。波长较短的颜色(蓝和紫罗兰)实际上比波长较长的红色散射能力强。我们知道天空是蓝色的,是因为空气中分布着大量的气体分子,阳光穿过它们发生散射。同样地道理,牛奶为什么不是蓝色的呢?杯子里牛奶的微小颗粒相当密集,蓝色光被其他散射光线盖过(这就像在地平线,空气越密集,天空越发白)。
要想使冲出来的牛奶折射出天空一样颜色,先倒少量的奶粉在盛着水的bō璃杯里,把bō璃杯放在黑暗的屋子中,用手电筒照射杯子,你应该可以看到奶液变成了蓝色。
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