De ce este cerul albastru?

Cerul este albastru într-o zi însorită, totuși roșu sau portocaliu la răsărit și apus. Diferitele culori sunt cauzate de împrăștierea luminii în atmosfera Pământului. Iată un experiment simplu pe care îl puteți face pentru a vedea cum funcționează:

Cerul albastru - materiale de apus roșu

Aveți nevoie de doar câteva materiale simple pentru acest proiect meteo:

• Apă
• Lapte
• Recipient transparent cu laturi paralele plate
• Lanterna sau lumina telefonului mobil

Un mic acvariu dreptunghiular funcționează bine pentru acest experiment. Încercați un rezervor de 2-1 / 2-galon sau 5-galon. Vor funcționa orice alt recipient pătrat sau dreptunghiular transparent din sticlă sau plastic.

Efectuați experimentul

1. Umpleți recipientul cu aproximativ 3/4 plin de apă. Porniți lanterna și țineți-o plat pe partea laterală a containerului. Probabil că nu veți putea vedea fasciculul lanternei, deși este posibil să vedeți scântei strălucitoare în care lumina lovește praf, bule de aer sau alte particule mici în apă. Aceasta seamănă foarte mult cu modul în care lumina soarelui călătorește prin spațiu.
2. Adăugați aproximativ 1/4 cană de lapte (pentru un recipient de 2-1 / 2 litri-creșteți cantitatea de lapte pentru un recipient mai mare). Amestecați laptele în recipient pentru a-l amesteca cu apă. Acum, dacă străluciți lanterna pe partea laterală a rezervorului, puteți vedea fasciculul de lumină din apă. Particulele din lapte risipesc lumină. Examinați recipientul din toate părțile. Observați dacă priviți containerul din lateral, fasciculul lanternei pare ușor albastru, în timp ce capătul lanternei apare ușor galben.
3. Amestecați mai mult lapte în apă. Pe măsură ce crești numărul de particule din apă, lumina de la lanternă este mai puternic împrăștiată. Fasciculul apare și mai clar, în timp ce traseul fasciculului cel mai îndepărtat de lanternă trece de la galben la portocaliu. Dacă te uiți la lanterna din tot rezervorul, se pare că este portocaliu sau roșu, mai degrabă decât alb. Fasciculul pare să se răspândească pe măsură ce traversează containerul. Capătul albastru, unde există câteva particule care împrăștie lumina, este ca cerul într-o zi senină. Capătul portocaliu este ca cerul aproape de răsărit sau apus de soare.

Cum functioneaza

Lumina călătorește în linie dreaptă până când întâlnește particule, care o deviază sau o împrăștie. În aer pur sau apă, nu puteți vedea un fascicul de lumină și se deplasează pe o cale dreaptă. Când există particule în aer sau apă, cum ar fi praful, cenușa, gheața sau picăturile de apă, lumina este împrăștiată de marginile particulelor.

Laptele este un coloid, care conține particule minuscule de grăsimi și proteine. Amestecate cu apă, particulele împrăștie lumina la fel ca praful împrăștie lumina în atmosferă. Lumina este împrăștiată diferit, în funcție de culoarea sau lungimea de undă. Lumina albastră este împrăștiată cel mai mult, în timp ce lumina portocalie și roșie sunt cel mai puțin împrăștiate. A privi cerul în timpul zilei este ca și cum ai vedea o rază de lanternă din lateral - vezi lumina albastră împrăștiată. Privind răsăritul sau apusul soarelui este ca și cum ai privi direct în fasciculul lanternei - vezi lumina care nu este împrăștiată, care este portocalie și roșie.

Ce face diferența de răsărit și apusul de cerul zilei? Este cantitatea de atmosferă pe care soarele trebuie să o străbată înainte de a ajunge la ochii tăi. Dacă vă gândiți la atmosferă ca la o acoperire care acoperă Pământul, lumina solară la prânz trece prin cea mai subțire parte a acoperirii (care are cel mai mic număr de particule). Lumina soarelui la răsărit și apus de soare trebuie să ia o cale laterală în același punct, printr-o mult mai multă „acoperire”, ceea ce înseamnă că există o mulțime de particule care pot împrăștia lumina.

În timp ce mai multe tipuri de împrăștiere au loc în atmosfera Pământului, răspândirea Rayleigh este responsabilă în principal pentru albastrul cerului de zi și nuanța roșiatică a soarelui răsărit și apus. Efectul Tyndall intră și în joc, dar nu este cauza culorii cerului albastru, deoarece moleculele din aer sunt mai mici decât lungimile de undă ale luminii vizibile.

surse

• Smith, Glenn S. (2005). „Viziunea culorilor umane și culoarea albastră nesaturată a cerului de zi”. American Journal of Physics. 73 (7): 590-97. doi: 10.1119 / 1.1858479
• Tânăr, Andrew T. (1981). „Împrăștiere de Rayleigh”. Optică aplicată. 20 (4): 533-5. doi: 10.1364 / AO.20.000533