Dlaczego niebo jest niebieskie?

Dlaczego niebo jest niebieskie?

Skoro Słońce jest żółte a kosmos czarny, to dlaczego niebo jest niebieskie za dnia? Czy to kwestia zanieczyszczenia powietrza? I dlaczego chmury nie są niebieskie tylko białe?

Światło docierające do Ziemi ze Słońca zawiera całe widmo widzialne, a więc różne długości fal o różnych barwach. Gdy światło trafia do atmosfery jest rozpraszane przez cząsteczki powietrza, wody i zanieczyszczenia.

Poziom zaawansowany

Co to znaczy? Rozpraszanie polega na odchylaniu biegu promienia światła w ośrodku optycznym. Padające fotony pobudzają do drgań cząstki ośrodka optycznego obdarzone ładunkiem elektrycznym (elektrony w atomach). Pobudzone atomy wypromieniowują energię pobudzenia jako nową falę elektromagnetyczną, jednak o takiej samej częstotliwości i to w różnych kierunkach (kierunek zależy od orientacji dipola elektrycznego).

Gdy mamy do czynienia z niejednorodnościami ośrodka optycznego znacznie mniejszymi od długości fali światła (a tak jest w przypadku cząsteczek powietrza) zachodzi tak zwane rozpraszanie Rayleigha. Intensywność promieniowania światła w tym rozpraszaniu, które dociera do obserwatora jest proporcjonalne do czwartej potęgi jego długości fali. Ta bardzo silna zależność intensywności rozpraszania od długości fali oznacza, że światło niebieskie jest rozpraszane dużo bardziej niż światło czerwone.

W rezultacie rozproszone przez cząsteczki powietrza światło niebieskie dociera do nas praktycznie ze wszystkich stron nieba, podczas gdy inne długości fal rozchodzą się głównie z kierunku obserwator-Słońce.

Z tego samego powodu zachody Słońca są czerwone. Gdy Słońce leży nisko nad horyzontem, jego promienie pokonują dużo dłuższą niż w południe drogę w atmosferze i tracą znaczną część światła niebieskiego i w efekcie dociera do obserwatora więcej światła o niskich częstościach (tj. światła czerwonego).

A co z chmurami? Kropelki wody lub kryształki lodu w chmurach mają zazwyczaj rozmiary większe niż długość fali. Takie cząstki rozpraszają mniej więcej jednakowo wszystkie składowe promieniowania widzialnego, więc obłoki wydają się mieć kolor padającego światła.

Reasumując, to światło niebieskie jest najsilniej rozpraszane w ziemskiej atmosferze i dociera do oka obserwatora zewsząd, zaś inne długości fal docierają do obserwatora głównie od strony źródła światła, czyli Słońca.




Ostatnio opublikowane w Pytajniku

Czy nietoperze wampiry wypijają krew?

Czy nietoperze wampiry wypijają krew?

Nierzadko można usłyszeć o nietoperzach wampirach. Skąd ta nazwa i czy faktycznie zwierzęta te wysysają krew ze swoich ofiar?

Rozwój pająków

Rozwój pająków

Jakie strategie związane z rozwojem młodych występują u pająków? Czy przejawiają instynkt macierzyński? Czy karmią swoje młode?

Jak dużo jedzą zwierzęta?

Jak dużo jedzą zwierzęta?

Czy tylko człowiek bywa obżartuchem? Czy w świecie zwierząt również można znaleźć łakomczuchów? Ile pokarmu zjadają różne zwierzęta?

Zobacz więcej

Zobacz więcej

Przeglądaj wszystkie artykuły dotyczące ciekawostek ze świata nauki.


Zobacz też

Optyka

Optyka

Optyka to nauka o świetle i jego oddziaływaniu z materią, obejmująca swoim obszarem zainteresowań światło widzialne, nadfiolet, miękkie promienie rentgenowskie, podczerwień i fale radiowe do około milimetra długości.


© medianauka.pl, 2021-04-07, ART-4008





Polecamy w naszym sklepie

Jak powstała bomba atomowa
Fizyka w rysunkach
Historia fizyki w Polsce
Astrohaj. Jak dotknąć kosmicznego pyłu
Podstawy fizyki atomu
Niektóre treści nie są dostosowane do Twojego profilu. Jeżeli jesteś pełnoletni możesz wyrazić zgodę na przetwarzanie swoich danych osobowych. W ten sposób będziesz miał także wpływ na rozwój naszego serwisu.
© ® Media Nauka 2008-2022 r.