Kristal kadar berrak yağmur damlaları, turkuaz rengi okyanuslar ya da pembe göller… Hepsi sudan meydana gelmelerine rağmen renkleri farklı. Çünkü suyun rengini su moleküllerinin ışıkla etkileşiminin yanı sıra suyun içinde çözünmüş ya da asılı halde bulunan başka maddeler de etkiler.

Peki, saf suyun rengi var mı? Bir yağmur damlası tamamen şeffaf görünür. Ancak kalın bir buz tabakasına baktığımızda mavi tonlarda olduğunu fark ederiz. Su kütlesinin derinliği arttıkça mavi renk belirginleşir.

Su molekülleri ışıkla etkileştiğinde ışık tayfının görünür bölgesindeki kırmızı dalga boyundaki (~700 nm) ışınları soğurur. Suyun renginin mavi tonlarda olmasının sebebi budur. Ancak suyun renkli görünmesini sağlayan mekanizma, renkli görünen başka maddelerde olduğundan biraz farklı.

Bir maddeyi renkli görmemizin nedeni yaydığı, soğurduğu ya da yansıttığı ışınların dalga boyuyla ilişkilidir. Bir madde belli bir dalga boyundaki ışığı soğurduğunda elektronları uyarılarak daha yüksek enerji seviyelerine geçer, yani soğurulan ışık elektron geçişine neden olur. Su molekülünde elektron geçişine neden olan ışınlar morötesi dalga boyundadır.

Su molekülleri kırmızı dalga boyundaki ışınları soğurduğunda, su moleküllerinin titreşim enerjisi seviyelerinde değişim olur. Suyun mavi tonlarda görülmesinin nedeni bu değişimdir. Başka birçok maddede görünür ışığın dalga boyundan daha uzun dalga boylarındaki ışınlar titreşim enerjisi seviyelerinde değişime yol açar.