Žr., Kodėl dangus yra mėlynas, o saulėlydis yra raudonas

Dangus saulėtą dieną yra mėlynas, o saulėtekį ir saulėlydį - raudonas arba oranžinis. Skirtingas spalvas lemia šviesos išsklaidymas Žemės atmosfera. Čia yra paprastas eksperimentas galite pamatyti, kaip tai veikia:

Tam jums reikia tik kelių paprastų medžiagų orų projektas:

• Vanduo
• Pienas
• Skaidrus indas su lygiomis lygiagrečiomis pusėmis
• Žibintuvėlis ar mobiliojo telefono lemputė

Šiam eksperimentui gerai tinka nedidelis stačiakampis akvariumas. Pabandykite 2–1 / 2 galonų arba 5 galonų baką. Veiks bet koks kitas kvadratinis ar stačiakampis skaidraus stiklo ar plastiko indas.

1. Užpildykite indą maždaug 3/4 vandens. Įjunkite žibintuvėlį ir laikykite jį plokščią prie konteinerio šono. Tikriausiai nematysite žibintuvėlio spindulio, nors galite pamatyti ryškių kibirkščių, kur šviesa smogia į dulkes, oro burbuliukus ar kitas mažas daleles vandenyje. Tai labai panašu į tai, kaip saulės spinduliai keliauja per kosmosą.
2. Įpilkite maždaug 1/4 puodelio pieno (2-1 / 2 galonų indeliui - padidinkite pieno kiekį didesniam indeliui). Supilkite pieną į indą, kad sumaišytumėte su vandeniu. Jei šviečia žibintuvėlis priešais rezervuaro šoną, vandenyje galite pamatyti šviesos spindulį. Pieno dalelės išsklaido šviesą. Apžiūrėkite indą iš visų pusių. Atkreipkite dėmesį, jei žiūrite į konteinerį iš šono, žibintuvėlio spindulys atrodo šiek tiek mėlynas, o žibintuvėlio galas atrodo šiek tiek geltonas.
   instagram viewer
3. Į pieną įpilkite dar pieno. Padidėjus dalelių skaičiui vandenyje, žibintuvėlio šviesa yra labiau išsklaidyta. Ryšys atrodo dar mėlynesnis, o toliausiai nuo žibintuvėlio einantis spindulys eina nuo geltonos iki oranžinės spalvos. Pažvelgus į žibintuvėlį iš visos cisternos, atrodo, kad jis yra oranžinis arba raudonas, o ne baltas. Panašu, kad sija kerta ir konteinerį. Mėlynas galas, kuriame yra šviesą išsklaidžiančios dalelės, yra kaip dangus giedrą dieną. Oranžinė pabaiga yra kaip dangus šalia saulėtekio ar saulėlydžio.

Šviesa eina tiesia linija, kol aptinka daleles, kurios atitraukti ar išsklaidyti. Gryname ore ar vandenyje nematote šviesos spindulio ir jis eina tiesiu keliu. Kai ore ar vandenyje yra dalelių, tokių kaip dulkės, pelenai, ledasarba vandens lašelius, dalelių kraštai išsklaido šviesą.

Pienas yra koloidas, kuriame yra mažos riebalų ir baltymų dalelės. Sumaišytos su vandeniu, dalelės išsisklaido tiek, kiek atmosferoje išsisklaido dulkės. Šviesa yra išsklaidyta skirtingai, atsižvelgiant į jos spalvą ar bangos ilgį. Labiausiai išsklaidyta mėlyna šviesa, o mažiausiai - oranžinė ir raudona. Žvilgsnis į dienos dangų yra tarsi žiūrėjimas žibintuvėlio spinduliu iš šono - matote išsklaidytą mėlyną šviesą. Žvilgsnis į saulėtekį ar saulėlydį yra tarsi žiūrėjimas tiesiai į žibintuvėlio spindulį - jūs matote neišsklaidytą šviesą, kuri yra oranžinė ir raudona.

Kuo saulėtekis ir saulėlydis skiriasi nuo dienos dangaus? Tai suma atmosfera saulės šviesa turi kirsti, kol ji nepasieks jūsų akių. Jei manote, kad atmosfera yra danga, dengianti žemę, saulės spinduliai vidurdienį praeina per ploniausią dangos dalį (kurioje yra mažiausiai dalelių). Saulės saulėtekis ir saulėlydis turi eiti į šoną tame pačiame taške per daug „dangą“, tai reiškia, kad yra daug daugiau dalelių, kurios gali išsklaidyti šviesą.

Nors Žemės atmosferoje pasitaiko kelių rūšių išsibarstymas, Rayleigh sklaida pirmiausia lemia dienos dangaus mėlynumą ir kylančios bei besileidžiančios saulės rausvą atspalvį. Taip pat atsiranda Tyndall efektas, tačiau tai nėra mėlynos dangaus spalvos priežastis, nes ore esančios molekulės yra mažesnės už matomos šviesos bangos ilgį.

• Smithas, Glenas S. (2005). "Žmogaus spalvų matymas ir nesočioji mėlyna dienos dangaus spalva". Amerikos fizikos žurnalas. 73 (7): 590–97. doi:10.1119/1.1858479
• Jaunas, Andrew T. (1981). "Rayleigh sklaida". Taikomoji optika. 20 (4): 533–5. doi:10.1364 / AO.20.000533