Nebo je sunčanog dana plavo, a na izlasku i zalasku sunca crveno ili narančasto. Različite boje nastaju zbog raspršivanja svjetlosti u Zemljina atmosfera. Evo a jednostavan eksperiment možete vidjeti kako to funkcionira:
Plavo nebo - Crveni zalazni materijali
Za to vam treba samo nekoliko jednostavnih materijala vremenski projekt:
- Voda
- Mlijeko
- Prozirni spremnik s ravnim paralelnim stranama
- Svjetiljka za svjetiljku ili mobitel
Mali pravokutni akvarij dobro uspijeva za ovaj eksperiment. Isprobajte spremnik od 2-1 / 2 ili 5 galona. Radit će se bilo koji drugi četvrtasti ili pravokutni stakleni ili plastični spremnik.
Provedite eksperiment
- Napunite spremnik s oko 3/4 pune vode. Uključite svjetiljku i držite je ravno na strani spremnika. Vjerovatno nećete moći vidjeti snop svjetiljke, mada ćete možda vidjeti svijetle sjaj gdje svjetlost udara prašinu, mjehuriće zraka ili druge sitne čestice u vodi. To je slično tome kako sunčeva svjetlost putuje kroz svemir.
- Dodajte oko 1/4 šalice mlijeka (za spremnik od 2-1 / 2 galona - povećajte količinu mlijeka za veću posudu). U posudu promiješajte mlijeko da biste ga pomiješali s vodom. Ako sada bacate svjetiljku sa strane spremnika, možete vidjeti snop svjetlosti u vodi. Čestice iz mlijeka raspršuju svjetlost. Ispitajte spremnik sa svih strana. Primjetite ako posudu gledate sa strane, snop svjetiljke izgleda blago plavo, dok kraj svjetiljke izgleda blago žuto.
- U vodu umiješajte više mlijeka. Što povećavate broj čestica u vodi, svjetlost iz svjetiljke se snažnije raspršuje. Snop je još plaviji, dok put snopa najudaljeniji od svjetiljke ide od žute do narančaste. Ako pogledate u svjetiljku s cijelog spremnika, čini se da je narančasta ili crvena, a ne bijela. Čini se da se greda širi i dok prelazi spremnik. Plavi kraj, na kojem se nalaze čestice koje raspršuju svjetlost, nalik je nebu vedrog dana. Narančasti kraj je poput neba u blizini izlaska ili zalaska sunca.
Kako radi
Svjetlost putuje ravnom linijom sve dok ne naiđe na čestice, koje odbiti ili raspršiti. U čistom zraku ili vodi ne možete vidjeti zraku svjetlosti i ona putuje ravnom stazom. Ako u zraku ili vodi postoje čestice, poput prašine, pepela, ledili kapljice vode, svjetlost se raspršuje po rubovima čestica.
Mlijeko je koloidni, koji sadrži sitne čestice masti i proteina. Pomiješane s vodom, čestice raspršuju svjetlost koliko prašina raspršuje svjetlost u atmosferu. Svjetlost se različito raspršuje, ovisno o boji ili valnoj duljini. Plava svjetlost se najviše raspršuje, dok se narančasta i crvena svjetlost najmanje raspršuju. Gledanje dnevnog neba je poput gledanja snopa svjetiljke sa strane - vidite raspršenu plavu svjetlost. Gledanje izlaska ili zalaska sunca nalik je gledanju izravno u snop svjetiljke - vidite svjetlost koja se ne raspršuje, koja je narančasta i crvena.
Po čemu se izlazak i zalazak sunca razlikuju od dnevnog neba? To je količina atmosfera sunčevo svjetlo mora prijeći prije nego što dođe do vaših očiju. Ako atmosferu mislite kao prevlaku koja prekriva Zemlju, sunčeva svjetlost u podne prolazi kroz najtanji dio premaza (koji ima najmanji broj čestica). Sunčevo svjetlo pri izlasku i zalasku sunca mora krenuti bočnim putem do iste točke, kroz puno više „obloga“, što znači da postoji puno više čestica koje mogu raspršiti svjetlost.
Dok se u Zemljinoj atmosferi događaju više vrsta raspršivanja, Rayleighova raspršenja prvenstveno su odgovorna za plavinu dnevnog neba i crvenkastu nijansu izlazećeg i zalazećeg sunca. Tyndall-ov efekt također dolazi u igru, ali nije uzrok boje plavog neba jer su molekule u zraku manje od valnih duljina vidljive svjetlosti.
izvori
- Smith, Glenn S. (2005). "Vid ljudske boje i nezasićena plava boja dnevnog neba". Američki časopis za fiziku. 73 (7): 590–97. dOI:10.1119/1.1858479
- Mladi, Andrew T. (1981). "Rayleigh raspršivanje". Primijenjena optika. 20 (4): 533–5. dOI:10,1364 / AO.20.000533