¿Por qué el hielo es más reflectante (tiene mayor albedo) que el agua líquida? Ambos son la misma sustancia (agua). ¿Hay algo de mecánica cuántica en ello?
De hecho, el hielo es ligeramente menos reflectante que el agua. La reflectividad está relacionada con el índice de refracción (de forma bastante complicada) y el índice de refracción del hielo es de 1,31 mientras que el del agua es de 1,33. El índice de refracción ligeramente inferior del hielo provocará una reflectividad ligeramente inferior. En ambos casos, la reflectividad es de aproximadamente 0,05, es decir, en una superficie aire/agua o aire/hielo se refleja aproximadamente el 5% de la luz.
El agua suele tener una superficie relativamente lisa, por lo que la luz que incide en ella sólo tiene la oportunidad de reflejarse una vez. La luz que no se refleja en la superficie se propaga hacia el interior del agua, donde acaba siendo absorbida y convertida en calor. El resultado final es que una gran masa de agua refleja sólo un 5% de la luz.
El hielo suele estar cubierto de algo de nieve, y la nieve está formada por pequeños cristales de hielo con espacios de aire entre ellos. La luz que cae sobre la nieve puede reflejarse en la primera superficie, pero cualquier luz que no se refleje se encontrará con muchas más interfaces de hielo/aire mientras viaja por la nieve, y en cada superficie se reflejará más luz. El resultado neto es que la nieve refleja mucha más luz.
Por tanto, la diferencia no es nada fundamental, sino que el agua es continua mientras que la nieve no lo es. Es posible formar una dispersión de agua en el aire, por ejemplo espuma o niebla. Tanto las espumas como las nieblas reflejan la luz de forma mucho más eficiente que una gran masa de agua.
Eso no concuerda con los albedos dados para el agua del mar y el hielo marino, por ejemplo nsidc.org/cryosphere/seaice/processes/albedo.html . Según esto, el hielo es mucho más reflectante que el agua.
El hielo marino tiene muchas burbujas de aire atrapadas, y se obtiene una dispersión múltiple de todas esas interfaces aire/agua. Si se prepara el hielo con cuidado y se excluyen todas las impurezas, el resultado son láminas de hielo tan transparentes como el cristal.
Para ver de qué habla John Rennie, vea youtube.com/watch?v=8WBqX7MSqWw para ver un ejemplo de hielo transparente de origen natural. Obsérvese también que, incluso en ángulos poco profundos, la reflectividad es comparable a la del agua líquida.
Creo que se debe al hecho de que la nieve es blanca. Todos sabemos que el color negro absorbe la mayor parte de la radiación, mientras que el color blanco la refleja.
No creo que haya algo relacionado con la mecánica cuántica. Para responder a la pregunta de temas como la física y la química, primero deberíamos intentar resolverla con ideas básicas.
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El hielo, o más bien su cubierta habitual, la nieve, como se indica a continuación, es fuertemente difusivo y no fuertemente reflectante.