Katso miksi taivas on sininen ja auringonlasku on punaista

Taivas on sininen aurinkoisena päivänä, silti punainen tai oranssi auringonnousun ja auringonlaskun aikaan. Eri värit johtuvat valon sironnasta maan ilmakehään. Tässä on yksinkertainen kokeilu voit nähdä kuinka tämä toimii:

Tarvitset vain muutaman yksinkertaisen materiaalin tähän sääprojekti:

• vesi
• Maito
• Läpinäkyvä säiliö, jossa on tasaiset yhdensuuntaiset sivut
• Taskulampun tai matkapuhelimen valo

Pieni suorakaideakvaario toimii hyvin tässä kokeilussa. Kokeile 2-1 / 2-gallonista tai 5-gallonista säiliötä. Mikä tahansa muu neliön tai suorakaiteen muotoinen kirkas lasi- tai muovisäiliö toimii.

1. Täytä astia noin 3/4 täydellä vedellä. Kytke taskulamppu päälle ja pidä sitä tasaisesti säiliön sivua vasten. Et todennäköisesti näe taskulampun valoa, vaikka saatat nähdä kirkkaita kipinöitä, joissa valo iskee pölyä, ilmakuplia tai muita pieniä hiukkasia vedessä. Tämä on paljon kuin auringonvalo kulkee avaruuden läpi.
2. Lisää noin 1/4 kuppia maitoa (2-1 / 2 gallonaa sisältävälle astialle - lisää maidon määrää suuremmalle astialle). Sekoita maito astiaan sekoittaen se veteen. Nyt, jos loistat taskulampun säiliön sivua vasten, näet valonsäteen vedessä. Maidon hiukkaset siruttavat valoa. Tarkista astia kaikilta sivuilta. Huomaa, että kun tarkastelet säiliötä sivulta, taskulampun säde näyttää hieman siniseltä, kun taas taskulampun pää näyttää hieman keltaiselta.
   instagram viewer
3. Sekoita lisää maitoa veteen. Kun lisäät hiukkasten määrää vedessä, taskulampun valo hajoaa voimakkaammin. Palkki näyttää vielä sinisemmältä, kun taas taskulampusta kauimpana olevan säteen tie kulkee keltaisesta oranssiin. Jos katselet taskulamppua säiliön poikki, se näyttää oranssilta tai punaiselta eikä valkoiselta. Palkki näyttää myös leviävän, kun se ylittää säiliön. Sininen pää, jossa on hiukkasia, jotka siruttavat valoa, on kuin taivas selkeänä päivänä. Oranssi pää on kuin taivas lähellä auringonnousua tai auringonlaskua.

Valo kulkee suorassa linjassa, kunnes se kohtaa hiukkasia, jotka taivuta tai sirota sitä. Puhtaassa ilmassa tai vedessä et näe valonsädettä ja se kulkee suoraa polkua. Kun ilmassa tai vedessä on hiukkasia, kuten pöly, tuhka, jäätai vesipisaroita, hiukkasten reunat hajottavat valon.

Maito on kolloidi, joka sisältää pieniä rasva- ja proteiinihiukkasia. Sekoitettuna veteen, hiukkaset hajottavat valoa paljon kuin pölyn sironta valoa ilmakehässä. Valo on hajallaan eri tavalla sen värin tai aallonpituuden mukaan. Sininen valo on hajallaan eniten, kun taas oranssi ja punainen valo on hajallaan vähiten. Päivän taivaalle katsominen on kuin taskulampun säteilyn katseleminen sivulta - näet hajallaan olevan sinisen valon. Auringonnousun tai auringonlaskun katseleminen on kuin etsit suoraan taskulampun säteeseen - näet valon, joka ei ole hajallaan, joka on oranssi ja punainen.

Mikä erottaa auringonnousun ja auringonlaskun päiväanteesta? Se on määrä ilmapiiri auringonvalon on ylitettävä ennen kuin se tavoittaa silmäsi. Jos ajattelee ilmakehää maan peittävänä päällysteenä, auringonvalo keskipäivällä kulkee pinnoitteen ohuimman osan (jossa on vähiten hiukkasia) läpi. Auringonvalon auringonnousun ja auringonlaskun aikana on kuljettava sivutietä samaan pisteeseen paljon enemmän "pinnoitteen" kautta, mikä tarkoittaa, että siellä on paljon enemmän hiukkasia, jotka voivat sirotella valoa.

Vaikka maapallon ilmakehässä esiintyy useita sirotustyyppejä, Rayleighin sironta on ensisijaisesti vastuussa päiväsaikaan olevasta taivaan sinisestä ja nousevan ja laskevan auringon punertavasta sävystä. Tyndall-ilmiö tulee myös peliin, mutta se ei ole syynä sinisen taivaan väriin, koska ilmassa olevat molekyylit ovat pienempiä kuin näkyvän valon aallonpituudet.

• Smith, Glenn S. (2005). "Ihmisen värinäkö ja päiväsaikaan tyydyttymättömän sininen väri". American Journal of Physics. 73 (7): 590–97. doi:10.1119/1.1858479
• Nuori, Andrew T. (1981). "Rayleigh-sironta". Soveltuva optiikka. 20 (4): 533–5. doi:10,1364 / AO.20.000533