Gökyüzü neden mavi - böyle basit bir sorunun cevabını bulmak çok zor. Soruna en iyi çözüm, yaklaşık 100 yıl önce İngiliz fizikçi Lord John Rayleigh tarafından önerildi.

Ama tekrar başlayalım. Yani gökyüzünün rengi aynı olmalı, ama yine de mavi. Dünya atmosferinde beyaz ışığa ne olur?

Güneş ışınları

Güneş ışınlarının gerçek rengi beyazdır. Beyaz ışık renkli ışınların bir karışımıdır. Bir prizma kullanarak bir gökkuşağı yapabiliriz. Prizma beyaz bir ışını renkli şeritlere ayırır: kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, mavi ve menekşe. Bir araya gelerek, bu ışınlar yine beyaz ışık oluşturur. Güneş ışığının ilk önce renkli bileşenlere ayrıldığı varsayılabilir. Sonra bir şey olur ve Dünya'nın yüzeyine sadece mavi ışınlar ulaşır.

Farklı zamanlarda öne sürülen hipotezler

Birkaç muhtemel açıklama var. Dünyayı çevreleyen hava bir gaz karışımıdır: azot, oksijen, argon ve diğerleri. Atmosferde hala su buharı ve buz kristalleri var. Toz ve diğer küçük parçacıklar havada asılıdır. Üst atmosferde bir ozon tabakası vardır. Nedeni bu olabilir mi?

Bazı bilim adamları ozon ve su moleküllerinin kırmızı ışınları emdiğine ve mavi olanları ilettiğine inanıyorlardı. Ama atmosferde gökyüzünü maviye çevirmek için yeterli ozon ve su olmadığı ortaya çıktı.

1869'da İngiliz John Tyndall toz ve diğer parçacıkların ışığı saçtığını öne sürdü.Mavi ışık en az ölçüde dağılmıştır ve bu tür parçacıkların katmanlarından geçerek Dünya'nın yüzeyine ulaşır. Laboratuvarında bir duman modeli yarattı ve parlak beyaz bir ışınla yaktı. Duman koyu maviye döndü.

Tyndall, hava kesinlikle temiz olsaydı, ışığın dağılmayacağına ve parlak beyaz gökyüzüne hayran kalacağımıza karar verdi. Lord Rayleigh de bu fikri destekledi ama uzun sürmedi. 1899'da açıklamasını yayınladı: gök mavisini renklendiren toz veya duman değil, hava.

Renk ve dalga boyu ilişkisi

Güneş ışınlarının bir kısmı gaz molekülleri arasında, onlarla çarpışmadan geçer ve değişiklik yapmadan Dünya yüzeyine ulaşır. Diğeri, çoğu, gaz molekülleri tarafından emilir. Fotonlar emildiğinde, moleküller heyecanlandırılır, yani enerji ile yüklenir ve daha sonra tekrar fotonlar şeklinde yayılır. Bu ikincil fotonlar farklı dalga boylarına sahiptir ve kırmızıdan mora kadar herhangi bir renkte olabilir.

Her yöne dağılmışlar: Dünyaya, Güneş'e ve yanlara. Lord Rayleigh yayılan ışının renginin ışındaki bir rengin veya başka bir miktarın baskınlığına bağlı olduğunu ileri sürdü. Bir gaz molekülü güneş ışığının fotonlarıyla çarpıştığında, bir mavi ikincil kuantumda sekiz mavi kuantum vardır.

Sonuç nedir? Yoğun mavi ışık, kelimenin tam anlamıyla milyarlarca atmosferik gaz molekülünden her taraftan dökülür. Diğer renklerin fotonları bu ışıkla karıştırılır, bu yüzden saf mavi bir tonu yoktur.

Gökyüzü neden mavi - cevap

İnsanların düşünebileceği yeryüzüne ulaşmadan önce, güneş ışığı gezegenin tüm hava kabuğundan geçmelidir. Işık, gökkuşağının temel renklerinin ve tonlarının hala öne çıktığı geniş bir yelpazeye sahiptir. Bu spektrumda kırmızı en uzun ışık dalgasına sahipken, menekşe en kısa ışık dalgasına sahiptir. Gün batımında, güneş diski hızla kızarır ve ufka yaklaşır.

Bu durumda, ışığın giderek artan bir hava kalınlığının üstesinden gelmesi gerekir ve dalgaların bir kısmı kaybolur. İlk menekşe kaybolur, sonra mavi, camgöbeği. En uzun kırmızı dalgalar Dünya'nın yüzeyine kadar nüfuz etmeye devam eder ve bu nedenle güneş diski ve etrafındaki hale, son anlarda kırmızımsı tonlar elde edene kadar.

Akşam ne değişir?

Gün batımına yaklaştıkça, Güneş ufka doğru koşar, ne kadar düşükse, akşam o kadar hızlı yaklaşır. Böyle anlarda, orijinal güneş ışığını dünyanın yüzeyinden ayıran atmosferik katman, eğim açısı nedeniyle keskin bir şekilde artmaya başlar. Bir noktada, yoğunlaştırılmış tabaka kırmızı olanların yanı sıra diğer ışık dalgalarını iletmeyi bırakır ve o anda gökyüzü bu renkte boyanır. Mavi artık mevcut değildir; atmosferden geçerken emilir.

İlginç gerçek: günbatımında, güneş ve gökyüzü bir ton gölgeden geçer - bunlardan biri veya diğeri atmosferden geçmeyi bırakır. Aynı gün doğumu sırasında da görülebilir, her iki fenomenin nedenleri aynıdır.

Güneş doğduğunda ne olur?

Güneş doğarken, güneş ışınları aynı işlemden geçer, ancak ters sırada. Yani, ilk ışınlar atmosferden güçlü bir açıyla kırılır, sadece kırmızı spektrum yüzeye ulaşır. Bu nedenle, gündoğumu başlangıçta kırmızı renkte parıldar. Sonra, gün doğumu ve açı değiştikçe, diğer renklerin dalgaları geçmeye başlar - gökyüzü turuncuya döner ve sonra alışılmış olarak mavi olur. Gökyüzünün yarım gün derin mavisi gözlenir ve daha sonra akşam tekrar morumsuya dönmeye başlar. Gökyüzünün bir tarafında, güneşten uzak, mavi-siyah bir renk tonu gözlenir, ancak batan güneşe yaklaştıkça, güneş tamamen yok olana kadar ufukta daha fazla kırmızı ton görülebilir.

Bu renk fenomenleri her yerde görülür. Güneş hem ekvatorda hem de direklerde gökyüzünün yakınında olduğu gibi kırmızılaşır. Bu fenomen tüm dünyada görülebilir. Bazen gün batımları veya gündoğumu günleri daha doygun kırmızı tonlara sahiptir, bunun nedeni atmosferin durumu, içinde aerosollerin veya süspansiyonların varlığıdır. Diğer durumlarda, renk çok belirgin değil, daha ılımlı. Ertesi gün hava durumunu gün batımının tonlarıyla belirlemenizi sağlayan halk işaretleri vardır - insanlar renkleri analiz etmeyi ve atmosferin durumunu daha büyük veya daha az doğrulukla tahmin etmeyi öğrendiler.

Böylece, gün batımının kırmızı rengi, atmosfer boyunca geniş bir açıda, en uzun dalga boyuna sahip olan sadece güneş spektrumunun kırmızı renklerinin kırılmasından kaynaklanmaktadır. Gündoğumu kırmızı rengi aynı faktörle ilişkilidir.Günün geri kalanı, gökyüzü mavidir, çünkü bu gölge diğer spektrumu dışarı atabilir ve en büyük saçılma yeteneğine sahiptir.