近日，云南多地迎來了潑水節(jié)，咱們雖然不一定去過潑水節(jié)現(xiàn)場，但至少也都有過被潑一身水或者淋雨的經(jīng)歷。我們會發(fā)現(xiàn)，沾水的衣服，會比平時看起來顏色更深，這是為什么呢？
4 月 15 日，耿馬縣勐相濕地公園廣場潑水節(jié)活動。新華社記者 陳欣波 攝
水是地球上最為平凡的物質(zhì)之一，但它是生命的重要基礎(chǔ)，也蘊含著無盡的神奇。水自己透明無色，卻仿佛擁有一雙無形的巧手，能通過物理作用和化學(xué)反應(yīng)，悄然改變其他東西的色彩表現(xiàn)。本文將以三類常見現(xiàn)象為例，聊聊水為什么自己無色，卻能“變出”顏色來。
濕布為何顏色變深？
我們都有這樣的印象，從濕毛巾到濕紙巾，沾水濕潤的物體，顏色總會比干的時候顯得更深。這些看似平常的現(xiàn)象背后，其實隱藏著光與物質(zhì)相互作用的規(guī)則。
布料和紙巾由交錯的纖維構(gòu)成，表面凹凸不平。當(dāng)光線照射到布料表面時，這些凹凸不平的纖維結(jié)構(gòu)會引發(fā)漫反射，使得大部分光線被反射回人眼，這讓我們看到的干燥布料或紙巾的顏色相對更亮，給人以顏色較淺的感覺。
如果布料、紙巾被浸濕，水會迅速涌入纖維間的空隙，讓光線從反射為主轉(zhuǎn)為透射為主，更多光線穿透水膜進入纖維內(nèi)部，被大量吸收，反射回人眼的光線則大幅減少。因此，被浸濕的布料顏色看起來自然變得更暗更深。
對于書法愛好者來說，文房四寶花費不菲，很多初學(xué)者會選擇水寫布來練字。毛筆上的水沾濕布后，布會變得透明，透出下面那一層的深色來，看起來跟墨汁有七八分相似。
其實，不僅布或紙巾如此，粗糙的地面也類似。比如很多公園都能見到大爺大媽以地為紙，以水為墨，彎腰揮毫。這是因為，毛筆上附帶的水分子填平了粗糙地表上的微小縫隙，使透射光線增加，漫反射的光線減少，顯出了深色。
魚缸旁邊為何會出現(xiàn)彩虹？
在陽光明媚的午后，魚缸的水面常會折射出彩虹般色彩的光芒，仿佛水中藏匿著一塊神奇的棱鏡。這一現(xiàn)象是光與水共同演繹的“視覺魔術(shù)”。
白光是復(fù)色光，由七種不同顏色的單色光組成（紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫）。當(dāng)光線穿過水面時，不同波長的光因折射率差異而發(fā)生分離，這一過程稱為色散。魚缸的曲面玻璃或水中懸浮的微小顆粒（如氣泡、灰塵）會加劇色散效應(yīng)，使分散的彩色光線更易被肉眼捕捉。這讓魚缸周圍經(jīng)常出現(xiàn)彩虹的投影。
順便再多說一句，有時咱們養(yǎng)魚如果照顧不周管理不善，可能導(dǎo)致水面出現(xiàn)“彩虹色”的反光，細(xì)看會發(fā)現(xiàn)有一層油狀的薄膜。這層薄膜可能來源于魚飼料、魚的分泌物和排泄物，光線在這層膜上下表面反射后會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。當(dāng)兩束反射光波的相位差滿足特定條件時，某些顏色的光會被增強，另一些則被抵消，形成斑斕的彩色條紋。這與肥皂泡表面的彩虹色原理如出一轍。
區(qū)區(qū)幾滴水，解決大問題
有些儀器、設(shè)備、藥品，在運輸或存儲的時候，必須保持干燥，一旦進水或受潮，就有損壞的風(fēng)險。但我們又怎么知道它們是否進水受潮呢？用帶濕度傳感器的電子設(shè)備來監(jiān)控、押運人員全程陪同這些都是辦法，但成本有點高，而靠水本身就能輕松解決這個問題。
原來，某些防水標(biāo)簽或用于檢測水分子的試紙，接觸水或置于潮濕環(huán)境后會變色，這并非簡單的潤濕現(xiàn)象，而是水觸發(fā)了分子層面的“化學(xué)開關(guān)”。
水是一種極性分子，也是極好的溶劑。當(dāng)離子化合物進入水中，會在水分子的作用下發(fā)生解離，并與水分子發(fā)生水合反應(yīng)。以常見的氯化亞鈷（CoCl?）為例，在無水狀態(tài)下，CoCl? 呈現(xiàn)為藍色，而遇水后，會發(fā)生水合反應(yīng)，形成 CoCl?·6H?O（六水合氯化亞鈷），顏色就變成了粉紅色。
這一反應(yīng)是可逆的，當(dāng)我們把水合氯化亞鈷烘干后，水分子脫離，顏色也會隨即恢復(fù)為藍色。如果配合其他成分，標(biāo)簽就能實現(xiàn)永久變色。而無水硫酸銅也會因為水分的存在，水合變成五水合硫酸銅，顏色也從白變藍，起到指示作用。
還有些標(biāo)簽使用酸堿指示劑（如石蕊）。干燥時，標(biāo)簽涂層處于中性或無水環(huán)境；遇水后，水作為溶劑，溶解酸性或堿性物質(zhì)，激活指示劑，則會引發(fā)顏色變化。此類標(biāo)簽廣泛用于藥品防潮、食品包裝密封性檢測等領(lǐng)域。
水本無色，卻有能力悄悄改變周圍事物的色彩。布料浸濕顏色變深，魚缸折射出彩虹，標(biāo)簽遇水變色——這些常見現(xiàn)象的背后，則是水的種種理化性質(zhì)。
策劃制作
作者丨劉玉柱 南京信息工程大學(xué)物理學(xué)教授
李天龍 周傳如 南京信息工程大學(xué)
審核丨孫明軒 上海工程技術(shù)大學(xué) 教授
（科普中國）
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