Светът на физиката Защо млякото е бяло
Лиза Леандър 24.08.2015
Как възниква типичният цвят на млякото? По-внимателният поглед върху компонентите дава отговорите.
Млякото е почти деветдесет процента вода. Съдържанието на мазнини в кравето мляко е между три и шест процента, в зависимост от породата крава и храненето. Ако ги купувате в супермаркета, естественото съдържание на мазнини обикновено се намалява. Другите съставки са млечна захар и протеини, включително казеин, които могат да бъдат преработени в сирене. Млякото съдържа и голям брой други вещества в много малки пропорции, например магнезий, калций и ензими.
Многото вещества в млякото го правят така наречената полидисперсна система. Дисперсията се състои от среда - в случая на мляко това е вода - и други вещества, които се разпределят в средата. Повечето мляко не се означава като дисперсия, а по-скоро като емулсия, т.е. смес от две течности. Тъй като мазнината се носи под формата на малки капчици в околната вода. Тази емулсия е много нестабилна веднага след доене. Мазнината се утаява бързо, надига се и образува слой крем на повърхността.
Преди да бъде пуснато в продажба, млякото се хомогенизира: течността се разпръсква през фини дюзи върху метална плоча, която разделя капчиците мазнини - всички до приблизително еднакъв размер. С диаметър от само няколкостотин нанометра, капчиците се разпределят по-добре в млякото. Освен всичко друго, емулгаторите, които са естествени съставки в млякото, им пречат да текат обратно заедно. Те се състоят от молекули, които имат вода и мастноразтворима част. Те затварят капчиците и отделят мазнината от околната вода.
Хомогенизиране на млякото
Ако светлината падне върху течност, част от нея се отразява на повърхността, а останалата част прониква през нея. Поради големия брой мастни капчици и други вещества, плаващи в млякото, светлината е силно разпръсната. Следователно млякото е мътно. Този тип разсейване, което се среща и в други емулсии и дисперсии, е това, което учените наричат ефект на Тиндал. От друга страна, ако добавите други вещества - като сол - към водата, течността остава бистра. Тъй като солените йони са много по-малки от съставките на млякото и са по-равномерно разпределени във водата. Това създава решение, при което светлината почти не се разсейва.
Млякото ни се вижда бяло, защото мастните капчици в него отразяват всички дължини на вълните на видимата светлина безброй пъти. И тъй като слънчевата светлина или светлината на лампата с нажежаема жичка покриват целия видим цветен спектър - от червено до жълто, зелено и синьо до виолетово - тези цветове се смесват и създават бяло цветно впечатление. Листата на дървото, от друга страна, отразяват предимно зелените компоненти, докато други цветове се абсорбират от повърхността им.
Интересен ефект се създава, когато поставите няколко капки мляко във висока чаша вода, вдигнете го и насочите фенерче към него отгоре. Ако погледнете отстрани на лъча на фенерчето върху стъклото, можете да видите синкав блясък, ако погледнете отдолу, сместа изглежда червеникава. Причината: Светлината, която пада изцяло през стъклото и излиза отново в края, е поела по-далеч от светлината, която свети отстрани.
Сините, късо вълнови части са разпръснати по-силно по дългия път, отколкото дългите вълни, червените части. Поради това синият цвят се вижда в средата на чашата, докато червената светлина може до голяма степен да проникне през цялата течност. Въздушните молекули разпръскват светлината по подобен начин, поради което небето изглежда червено, когато слънчевите лъчи падат косо през атмосферата сутрин или вечер. В неразреденото мляко обаче плават толкова много вещества, че ефектът се отменя от честото пречупване на светлината.