Nebo je sončnega dne modro, ob sončnem vzhodu in sončnem zahodu pa rdeče ali oranžno. Različne barve povzročajo razprševanje svetlobe v ozračje Zemlje. Tukaj je a preprost eksperiment si lahko ogledate, kako to deluje:
Modro nebo - materiali rdečega sončnega zahoda
Za to potrebujete le nekaj preprostih materialov vremenski projekt:
- Voda
- Mleko
- Prozorna posoda z ravnimi vzporednimi stranmi
- Luč ali svetilka mobilnega telefona
Majhen pravokoten akvarij deluje dobro za ta poskus. Poskusite rezervoar z 2 do 2 litri ali 5 galoni. Vsaka druga kvadratna ali pravokotna prozorna steklena ali plastična posoda bo delovala.
Izvedite poskus
- Posodo napolnite s približno 3/4 polne vode. Vklopite svetilko in jo držite ravno ob strani posode. Verjetno ne boste mogli videti žarka svetilke, čeprav boste morda videli svetle iskrice, kjer svetloba zadene prah, zračne mehurčke ali druge majhne delce v vodi. To je podobno, kako sončna svetloba potuje po vesolju.
- Dodamo približno 1/4 skodelice mleka (za posodo z 2 do 2 litra - povečamo količino mleka za večjo posodo). V posodo zmešajte mleko, da ga zmešate z vodo. Zdaj, če svetilko osvetlite ob strani rezervoarja, lahko v vodi vidite žarek svetlobe. Delci iz mleka razsipavajo svetlobo. Preglejte posodo z vseh strani. Opazite, če posodo gledate s strani, žarek svetilke izgleda nekoliko modro, medtem ko je konec svetilke videti rahlo rumen.
- V vodo vmešajte več mleka. Ko povečate število delcev v vodi, se svetloba iz bliskavice močneje razprši. Žarek je videti še bolj modro, medtem ko pot žarka, ki je najbolj oddaljena od svetilke, poteka od rumene do oranžne. Če pogledate v svetilko iz vsega rezervoarja, je videti, da je oranžna ali rdeča, ne pa bela. Tudi snop se širi, ko prečka posodo. Modri konec, kjer nekaj delcev raztrese svetlobo, je kot nebo na jasen dan. Oranžni konec je kot nebo v bližini sončnega vzhoda ali sončnega zahoda.
Kako deluje
Svetloba potuje po ravni črti, dokler ne naleti na delce, ki odkloniti ali raztresti. V čistem zraku ali vodi ne vidite svetlobe, ki potuje po ravni poti. Ko so v zraku ali vodi delci, kot so prah, pepel, ledali kapljice vode, se svetloba razprši po robovih delcev.
Mleko je koloid, ki vsebuje drobne delce maščobe in beljakovin. Zmešani z vodo delci razpršijo svetlobo toliko, kot prah razprši svetlobo v atmosferi. Svetloba se različno razprši, odvisno od njene barve ali valovne dolžine. Najbolj je razpršena modra svetloba, najmanj pa oranžna in rdeča. Pogled na dnevno nebo je kot gledanje snopa svetilke s strani - vidite razpršeno modro svetlobo. Pogled na sončni vzhod ali sončni zahod je kot gledanje neposredno v žarek svetilke - vidite svetlobo, ki ni razpršena, oranžno in rdeče.
Po čem se sončni vzhod in sončni zahod razlikujeta od dnevnega neba? To je količina vzdušje sončna svetloba mora prečkati, preden doseže vaše oči. Če o atmosferi razmišljate kot o prevleki, ki prekriva Zemljo, sončna svetloba opoldne prehaja skozi najtanjši del prevleke (ki ima najmanj delcev). Sončna svetloba ob sončnem vzhodu in sončnem zahodu mora ubrati bočno pot do iste točke, skozi veliko več "prevleke", kar pomeni, da je veliko več delcev, ki lahko razpršijo svetlobo.
Medtem ko se v Zemljini atmosferi pojavlja več vrst sipanja, je Rayleigh sipanje predvsem odgovorno za modrino dnevnega neba in rdečkasto odtenek vzhajajočega in zahajajočega sonca. Tudi Tyndall-ov učinek prihaja v poštev, vendar to ni vzrok za barvo modrega neba, ker so molekule v zraku manjše od valovnih dolžin vidne svetlobe.
Viri
- Smith, Glenn S. (2005). "Človeški barvni vid in nenasičena modra barva dnevnega neba". Ameriški časopis za fiziko. 73 (7): 590–97. doi:10.1119/1.1858479
- Mladi, Andrew T. (1981). "Rayleigh raztresenost". Uporabna optika. 20 (4): 533–5. doi:10.1364 / AO.20.000533