2 
Парадокс заключается в том, что сама по себе чистая вода абсолютно бесцветна и прозрачна. Она не содержит ни грамма темного красителя, пигмента или сажи. Однако человеческий глаз видит радикальное изменение оттенка. За этим фокусом скрывается не изменение цвета материала, а тонкая игра геометрической оптики и угла отражения световых лучей.
Как мы видим сухие предметы
Любая сухая поверхность лишь кажется гладкой. Если положить сухой асфальт, песок или обычную хлопчатобумажную ткань под микроскоп, перед нами предстанет лабиринт неровностей: миллионы мелких пор, микротрещин, каменных выступов и перепутанных нитей. Все эти пустоты между волокнами заполнены обычным воздухом.
Когда солнечный луч падает на сухой асфальт или ткань, он сталкивается с границей между двумя разными средами: воздухом с коэффициентом преломления 1 и твердыми волокнами ткани или минералами камня, где показатель преломления составляет примерно 1,5. Из-за значительной разницы этих показателей большинство лучей света не проникает внутрь, а хаотично отражается во все стороны от поверхностных микрогран.
Физики называют это диффузным рассеиванием. Огромное количество отраженных фотонов возвращается назад и попадает прямо в наш глаз, создавая ощущение яркой, выбеленной и светлой поверхности.
Вода на самом деле ничего не окрашивает / Фото Pixabay
Оптическая ловушка
Только что вода попадает на ткань или асфальт, оптическая картина меняется за 1 долю секунды. Вода проникает во все микропоры и вытесняет оттуда воздух. Коэффициент преломления воды составляет 1,33, что значительно ближе к показателю ткани или камня (1,5), чем у разреженного воздуха.
Когда оптическое различие между средами стирается, свет больше не отражается от внешнего слоя, а легко проникает вглубь волокон или в толщу каменной крошки. Тонкая пленка воды сверху сглаживает все неровности, превращая шероховатую поверхность в подобие жидкого стекла.
Теперь луч света, проникнув внутрь ткани, не может свободно вырваться обратно. Он отражается от нижних слоев нитей, подходит к поверхности водной пленки под острым углом и из-за явления полного внутреннего отражения снова рикошетит обратно вглубь волокон.
Куда исчезают лучи света
Вместо того чтобы мгновенно отразиться в глаза наблюдателя, световой луч многократно отражается внутри мокрых волокон. С каждым таким внутренним отражением краситель ткани или битум асфальта поглощает все большую долю световой энергии.
До нашей сетчатки долетает в 2 – 3 раза меньше отраженного света, чем от сухого предмета. А для человеческого мозга меньшее количество отраженного света означает только одно: объект стал значительно темнее. Ткань или дорога на самом деле совсем не меняют своих физических свойств – просто вода заставляет их "поглощать" свет вместо того, чтобы щедро отражать его обратно.
Только что солнце или ветер испаряют влагу из пор, пространство между волокнами снова заполняется воздухом. Разница в коэффициентах преломления восстанавливается, рассеивание света возобновляется в полном объеме, и пятна на одежде и асфальте вновь приобретают свой привычный светлый оттенок, не оставляя никаких следов.