Почему пена белая?

На самом деле здесь два вопроса: 1) почему пена непрозрачная, хотя получается из прозрачной воды? и 2) почему цвет пены получается белый?

Для ответа на первый вопрос вспомним, что такое прозрачность. Тело прозрачно — это когда луч света идёт сквозь тело и ничто ему не мешает, ничто не искажает его направление. Мешать свету могут всяческие неоднородности: пыль, туман и т. д. В пене эти неоднородности тоже есть: это воздушные пузырьки, а точнее, границы раздела «воздух—вода». Каждая такая граница — это маленькое кривое полупрозрачное зеркальце, оно частично отражает, частично преломляет свет. Когда таких зеркалец множество, десятки и сотни, то луч света, наотражавшись и напреломлявшись в них, просто теряется, забывает своё первоначальное направление, рассеивается во все стороны. Это и есть потеря прозрачности.

Теперь почему пена именно белого цвета. На самом деле она может быть и цветная, если в воду добавлили какой-то краситель. Но если ничего не добавлять, то цвет действительно белый.

Итак, что означает, что какое-то тело белого цвета? Вы, наверно, знаете, что цвет — это вообще-то характеристика испускаемого телом света, а не самого тела. Если мы говорим, например, что тело красного цвета, это значит, что оно испускает (точнее рассеивает) преимущественно красный свет, поглощая при этом свет всех остальных цветов. Если тело, наоборот, поглощает красный свет сильнее, то тело выглядит синеватым. А вот если тело поглощает все цвета абсолютно одинаково, пропорционально, то тогда тело нам покажется сероватым, т. е. не имеющим своего цвета. Самый светлый серый цвет — это и есть белый. Итак, тело белого цвета — это такое тело, которое поглощает очень мало падающего на него света и при этом все цвета поглощает одинаково слабо.

Осталось понять, почему пена не имеет цветовых предпочтений, почему она рассеивает световые лучи любого цвета одинаково. Да просто потому, что в ней нет красителей, т. е. молекул вещества, которые выборочно чувствительны к какому-либо конкретному свету.

Пена — это много маленьких зеркал, которые, как и обычное большое зеркало в прихожей, изменяют направления лучей света, но не придают им никакую окраску.