Infophisis - a világom
Egy tiszta, napos napon az ég felettünk fényes kék. Este a naplemente az eget vörös, rózsaszín és narancs színben színezi. Miért van az ég kék? Mi teszi a naplementét pirosan?
A kérdések megválaszolásához tudnia kell, milyen fény és milyen a Föld légköre.
A fény egyfajta energia. amelynek átadását hullámok segítségével végzik. A könnyű hullám elektromos és mágneses mezők rezgése, ezt a tartományt elektromágneses spektrumnak nevezik.
Az elektromágneses hullámok a légmentes helyeken 299,792 km / s sebességgel terjednek. A hullám terjedési sebességét a fénysebességnek nevezik.
A sugárzási energia függ a hullámhossztól és a frekvenciájától. A hullámhossz a hullám két legközelebbi csúcsa (vagy vályúja) közötti távolság, a hullám frekvenciája másodpercenként a hullámos oszcillációk száma. Minél hosszabb a hullám, annál alacsonyabb frekvenciája és annál kevesebb energiája van.
Látható világos színek
A látható fény az elektromágneses spektrum része, amit a szemünk lát. A Nap fénye vagy az izzólámpa fehérnek tűnik, bár a valóságban minden szín keveréke. Alapszínek. amelynek a fehér összecsukott vörös, narancssárga, sárga, zöld, kék, kék és lila. Ezek a színek folyamatosan átmennek a másikba, így az elsődleges színek mellett még mindig sokféle árnyalat van. Mindezek a színek és árnyalatok megfigyelhetők az égen a magas páratartalmú szivárvány formájában. A szivárvány a napfény fénytöréséből fakad, melynek során a vízcseppek egy hatalmas prizmussal működnek.
Láthatja a látható fényspektrum különböző színeit, és komponensekké bontható prizmával. A spektrum színei összekeverednek, folyamatosan mozognak egymásba. Az egyik végén a spektrum vörös vagy narancs színű. Ezek a színek egyenletesen sárgára, zöldre, kékre, kékre és lila színre változnak. A színek különböző hullámhosszakkal, különböző frekvenciákkal rendelkeznek, és különböznek az energiában.
Fényt terjeszt a levegőben
A fény egyenes vonal mentén halad a téren, amíg nincsenek akadályok úton. Amikor egy könnyű hullám bejut a légkörbe, a fény folyamatosan továbbhalad, amíg a por vagy a gázmolekulák el nem kerülnek. Ebben az esetben a fényhez tartozó esemény függ a hullámhosszától és az általa elhelyezett részecskék méretétől.
A por és vízcseppecskék sokkal nagyobbak, mint a látható fény hullámhossza. A fény ezen irányú nagy részecskék ütközésével különböző irányokban tükröződik. A látható fény különbözõ színei egyaránt tükrözik ezeket a részecskéket. A leválasztott fény fehérnek tűnik, mivel még mindig ugyanazokat a színeket tartalmazza, amelyek benne voltak a visszaverődés előtt.
A gázok molekulái kisebbek, mint a látható fény hullámhossza. Ha a fény hullám ütközik velük, az ütközés eredménye eltérő lehet. Amikor a fény egy gáz molekulájával találkozik, egy része abszorbeálódik. Valamivel később a molekula különböző irányokban kezd fényt bocsátani. A kibocsátott fény színe megegyezik az abszorbeált színnel. De a különböző hullámhosszak színei különböző módon szívódnak fel. Bármelyik szín abszorbeálható, de a magasabb frekvenciák (kék szín) sokkal erősebben felszívódnak, mint az alacsony frekvenciák (piros szín). Ezt a folyamatot Rayleigh szórásnak nevezik. John Rayleigh brit fizikus, aki az 1870-es években felfedezte ezt a szétszóródási jelenséget.
Miért van az ég kék?
Az ég kék színű Rayleigh szórása miatt. Amint a fény a légkörben halad át, az optikai spektrum hosszú hullámhosszakának legnagyobb része változatlanul halad. A piros, narancssárga és sárga színeknek csak egy kis része kölcsönhatásba lép a levegővel.
Az egész égboltot kitöltő levegő a legkisebb molekulák keveréke és a kis szilárd részecskék, például a por keveréke.
Ahogy a napfény áthalad a levegőn, felborul a molekulákra és a porra. Ha a fény ütközik a gázmolekulákkal, különböző irányú fényvisszaverés fordulhat elő. Néhány szín, például piros és narancssárga, közvetlenül eléri a megfigyelőt, közvetlenül a levegőbe jut. De a legtöbb kék fényt a légmolekulák minden irányból tükrözik. Így a kék fény szétszóródik az egész égen, és kéknek tűnik.
Amikor felnézünk, akkor e kék fény egy része eléri a szemünket az ég minden végéből. Mivel mindenütt a fej fölött kék látunk, az ég kéknek tűnik.
Ha a horizont felé néznek, az égbolt halványabb árnyalatú lesz. Ez annak a következménye, hogy a fény a légkörben nagyobb távolságra halad a megfigyelő felé. A szétszórt fényt ismét eloszlatja a légkör, és kisebb, mint a kék szín, eléri a megfigyelő szemét. Ezért az ég színénél a láthatáron világosabbnak tűnik, vagy akár fehér is.
Fekete ég és fehér nap
A Földről a Nap sárga. Ha térben vagy a Holdon vagyunk, akkor a Nap fehérnek tűnik. Az űrben nincs olyan légkör, amely eloszlatja a napfényt. A Földön a napsugárzás (kék és lila) rövid hullámainak egy része elszívódik a szórással. A spektrum többi része sárga.
Emellett a térben az ég sötétnek vagy feketenek tűnik, a kék helyett. Ez a légkör hiánya. Nincs levegő a világűrben. Mivel nincsenek akadályok, amelyekből fényt lehetett tükrözni, a fény közvetlenül terjed. A fénysugarak nem oszlanak el, és az "ég" sötétnek és feketenek tűnik.
Miért piros a naplemente?
Amikor a nap napnyugtázásra törekszik, a napfénynek nagyobb távolságban kell közlekednie a légkörben, hogy elérje a megfigyelőt, ennek megfelelően több a napfény tükröződik és elszórva a légkörben. Mivel a közvetlen fény kisebb, mint a megfigyelő, a Nap kevésbé fényesnek tűnik. A nap színe is másnak tűnik, narancssárga színű színekkel. Ennek oka, hogy több rövidhullámú, kék és zöld szín szétszóródik. Csak az optikai spektrum hosszú hullámhosszú komponensei maradnak, amelyek elérik a megfigyelő szemét.
Az ég a beállító nap körül különböző színekkel festhető. A legszebb ég az, amikor a levegő sok apró port vagy vizet tartalmaz. Ezek a részecskék minden irányba reflektálnak. Ebben az esetben a fény rövidebb hullámhossza szétszóródik. A megfigyelő látja a hosszabb hullámok fénysugarakat, így az ég piros, rózsaszín vagy narancssárga színűnek tűnik.