Warum ist Schnee weiß?

Schnee ist weiß und Eis ist klar, obwohl beides aus gefrorenem Wasser besteht.
Warum ist das so? In diesem Experiment zum Nachmachen, könnt ihr der Sache auf den Grund gehen.

• Was ihr dazu braucht: Wasser, Kunststofftrinkbecher, Tiefkühlfach, Trockentuch, Hammer, feste Unterlage, wenn vorhanden, frisch gefallenen Schnee
• Schwierigkeitsgrad: einfach und ungefährlich
• Altersempfehlung: ab sechs Jahren

Das "Eis wird weiß" Videoexperiment:

Eis wird weiß - so wird's gemacht:

Schnee ist weiß, das weiß jeder. Wenn ihr mal frisch gefallenen Schnee zur Hand habt, schaut ihn euch mal genauer an. Am besten mit einer Lupe. Was könnt ihr erkennen?

Aber jetzt beginnen wir erst mal mit Eis. Ich möchte einen möglichst klaren Eisbrocken einfrieren. Dazu kann man auf zwei Dinge achten. Man sollte das Wasser, das man einfriert vorher aufkochen. Außerdem benutze ich zwei Kunststoffbecher, die ich ineinander stelle. Das auf gekochte Wasser gebe ich in den inneren Becher und stelle das Ganze ins Gefrierfach.

Wie sieht der Eisbrocken aus, wenn er ganz durchgefroren ist?

Jetzt möchte ich den Eisbrocken zerkleinern. Am einfachsten geht das, indem ich den Brocken in ein Küchentuch wickle und den Eisbeutel dann mit einem Hammer bearbeitet. Ich mache erst mal Eisstücke mittlerer Größe und schau sie mir an.

Dann versuche ich die Eisbröckchenen möglichst fein zu zerteilen. Wie verändert sich das Eis dabei?

Was passiert bei diesem Experiment und warum ist das so?

Schnee besteht aus unzähligen Kristallen. Kein Kristall sieht aus wie der andere. Alle haben eine Sechsecksymmetrie. Diese feinen Strukturen reflektieren und und brechen das Licht vielfach in alle Richtungen. Dadurch entsteht der Eindruck, dass der Schnee weiß ist.
In Wirklichkeit ist ein einzelner Schneekristall immer noch klar.

Durch die feingliedrige Struktur ist der Schnee sehr locker und lose gepackt. Daher schluckt er auch den Schall. Im Beitrag - warum ist es im Schnee so leise - könnt ihr das noch mal nachlesen.

Das gleiche Phänomen könnt ihr sehen, wenn ihr von einem größeren, klaren Eisbrocken ausgeht.

Wie bekomme ich einen möglichst klaren Eisbrocken? Das kann man von einem Barkeeper lernen. Wenn ihr einfach Wasser einfriert, bekommt ihr Eiswürfel, die innen irgendwie trüb sind. Das sind Lufteinschlüsse. In Wasser ist immer ein kleiner Anteil Luft gelöst. Beim Einfrieren entweicht diese Luft und bildet diese Lufteinschlüsse, die das Eis trübe werden lassen.

Die Lufteinschlüsse werden geringer, wenn man das Wasser vorher abkocht. Durch das Abkochen, treibt man die Luft aus dem Wasser heraus.

Außerdem habe ich das Wasser in einem doppelten Becher eingefroren. Das sollte dazu dienen, dass das Eis möglichst gleichmäßig von oben nach unten durchfriert. Dadurch soll ein gleichmäßiger klarer Eiskristall entstehen. Das gelingt nicht wirklich ideal, aber mein Eisblock ist schon relativ klar.

Nach dem ersten Zerkleinerungsschritt mit dem Hammer, sieht man schon was passiert. Die ganzen Eissplitter auf einem Haufen wirken schon irgendwie weißer. Wenn ich das Eis noch weiter zerkleinere, sieht es schon fast weiß aus.

Durch die vielen Bruchkanten wird das Licht vielfach gespiegelt und gebrochen. Dadurch entsteht dieser weiße Eindruck.

Das gleiche Phänomen könnte man übrigens mit Glas erzeugen. Ein einfacher Riss in einer Glasscheibe sieht schon aus wie ein weißer Strich. Wenn man die Glasscherben weiter zerkleinert, entsteht am Ende weißes Glaspulver. Das Experiment wäre allerdings zu gefährlich, weil man sich an den Glassplittern viel leichter verletzen kann.

Um diese Phänomene geht es in diesem Experiment für Kita und Sachunterricht:

• Lichtbrechung und Spiegelung
• Wie entstehen Farben?
• Ist weiß eine Farbe?