Gündüzleri gökyüzü mavi olduğundan... Bir çocuğa gökyüzünün neden mavi olduğu nasıl açıklanır? Neden gündüzleri gökyüzü mavi, gün batımı ise kırmızıdır?

İnsanlar gökyüzünün neden mavi olduğunu her zaman merak etmişlerdir. Slav atalarımız dünyanın yuvarlak olduğuna ve kenarlarında gökyüzüyle birleştiğine inanıyordu. Dünyanın kendisi sonsuz bir okyanusla çevrilidir. Gökyüzü, tüm dünyayı kaplayan büyük tonozlu bir kubbedir. Slavlar gökyüzünün çok sağlam olduğuna ve Tanrı'nın onu insanların ve meleklerin ruhlarıyla birlikte yaşaması için yarattığına inanıyorlardı. Antik çağda Yunanlılar gökyüzünün parıldayan kristalden yapıldığına ve bu nedenle mavi olduğuna inanıyorlardı.

Gökyüzü soluduğumuz havadır. Yeryüzünden gördüğümüz gökyüzünün rengi ve görünümü günün saatine, hava durumuna ve mevsime bağlıdır. Bulutlar, açık havalarda yıldızlar ve ay gökyüzünde sıklıkla görülür. Dünyanın gökyüzü, özellikle yağmur yağdığında uçaktan görülen gökyüzünden farklı olarak, hava durumuna bağlı olarak farklı renklere boyanabilir. Gökyüzü farklı renk ve tonlarda olabilir, çünkü zar zor görülebilen su damlalarından ve mikro toz parçacıklarından oluşan bir ağ her zaman yerin üzerinde durur. Bu, bir ışık ışınının saçılmasına katılan ve yerden gördüğümüz gökyüzünün rengini etkileyen atmosferik bir aerosoldür.

Gökyüzünün neden mavi olduğuna dair her zaman varsayımlar yapılmıştır. Goethe'nin döneminde insanlar, ışıkla karanlığın karışması nedeniyle gökyüzünün maviye dönüştüğüne inanıyorlardı. 16. yüzyılda Leonardo da Vinci, karanlık alanın geri kalanının arka planına karşı gökyüzünün mavi bir renk aldığına dair herkese güvence verdi. Zaten 18. yüzyılda havayı oluşturan bileşenlerin gökyüzünü bu renge boyadığı yönünde bir teori ortaya atılmıştı. Bilim adamları, havanın büyük miktarda yabancı madde, gaz ve toz içerdiğine, saf havanın ise siyah olacağına inanıyordu. Bu varsayımlardan sonra birçok tartışma ve tahmin ortaya çıktı, ancak yalnızca bir kişi haklıydı: İngiliz fizikçi Rayleigh.

Gökyüzünün neden mavi olduğu sorusu fizik kanunları ile cevaplanmaktadır. İngiliz bilim adamı Rayleigh, 19. yüzyılda tüm tahminleri boşa çıkardı. Bu teoriye göre ışık hava molekülleri tarafından saçılır. Rayleigh gökyüzünün renginin ışığın dalga boyuna bağlı olduğunu kanıtladı. Aynı zamanda güneş ışığını oluşturan renkli ışınların saçılma yoğunlukları da aynı değildir. Güneşin kırmızı ışınlarının dalga boyu mor ışınlardan daha uzun olduğundan mor ışınlar kırmızı ışınlardan daha fazla görünecektir. Işınlar saçıldığında birbirine karışıyor ve gökyüzü maviye dönüyor.

Atmosfer havadan oluştuğu ve hava tamamen şeffaf ve renksiz olduğu için gökyüzünün neden mavi olduğu pek çok kişi için açık değil. Gündüz güneş parladığında gökyüzü maviye döner, geceleri ise şeffaflaşır. Mesele şu ki, güneş ışınları başımızın üzerindeki havayı renklendiriyor. Güneş, dünya yüzeyine ışınlar gönderir ve bunlar gezegenimizi saran kalın hava tabakasının içinden geçer. Güneş ışını çok renklidir ve gökkuşağının tüm renklerinden oluşur. Bir güneş ışığı ışını atmosferin kalın bir tabakasından geçerken, hava parçacıkları güneş spektrumunun her rengini, özellikle de maviyi saçar ve püskürtür, böylece gökyüzü maviye döner.

Gökyüzünün neden mavi olduğu sorusunun cevabı oldukça basittir. Güneş ışığı veya bir lambadan gelen ışık bize beyaz görünür ancak herkesin aşina olduğu yedi renkten oluşur. Dünyanın etrafındaki atmosfer, gaz ve toz moleküllerinden oluşan havayla doludur. Hava boşluğundan geçen bir güneş ışını, atmosferdeki parçacıklarla çarpışır ve farklı bir yöne sıçrar, yani dağılır. Kırmızı ve turuncu gibi bazı renkler güneşten dağılmadan doğrudan geçer. Mavi ışınlar uzayda sıçrayıp dağılır, böylece gökyüzünün mavi bir tonu olur. Gökyüzüne baktığımızda gökyüzüne nüfuz eden bu mavi ışınları görürüz.

Gökyüzü neden kırmızı

Gökyüzü neden mavi ama gün batımında kırmızı? Cevap yine fizik yasalarında yatıyor: Kırmızı ışınlar en uzun uzunluğa sahiptir. Bu nedenle, güneş ışığı ufkun altında kaybolsa bile, kırmızı ışık Dünya'nın atmosferinin kalınlığına nüfuz edebilir. Her şey bulutlar ve bulutlarla kaplı olduğundan gökyüzü yalnızca açık havalarda maviye boyanır. Yağmurlu veya bulutlu havalarda ışık ışınlarının spektrumu atmosferden geçerek dünya yüzeyine ulaşamaz. Sadece az sayıda ışık ışını yüzeye ulaşır ve oldukça yüksek bir rakımda bulunan su tarafından kırılır. Bu su güneşin ışık ışınlarını bozar.

Gökyüzünün rengiyle ilgili halk işaretleri

Atalarımız doğadan gelen sinyallere dayanarak hava durumunu tahmin etmeyi öğrendi. Hava durumu hakkında gökyüzünün rengiyle ilişkilendirilen birçok halk batıl inancı vardır. Gün batımı sırasında doğudaki gökyüzü kızıl bir ışıkla dolarsa kuvvetli bir rüzgar var demektir. Batı gökyüzü kırmızıysa ertesi gün hava güzel olacaktır. Şafak vakti gökyüzü kırmızıya dönecek; şiddetli yağmur ve rüzgar olacak. Güneydoğuda gökyüzü kırmızıysa yağmur yağacaktır. Yağmur sırasında bulutların arasından parlayan gökyüzünün yeşil tonu yağmurun yoğunlaştığını gösteriyor. Gün batımından sonra gökyüzü yeşile döndü, şiddetli yağmur ve rüzgar bekleniyor, eski inanışlara göre yeşil bir gökyüzü "lanet havanın" habercisi. Gökyüzü koyu griyse ve rüzgar güneyden esiyorsa sıcaklıkların daha soğuk olmasını bekleyin. Yaz aylarında sabahları açık ve berrak bir gökyüzü görüyorsanız, birkaç saat içinde yağmur bulutları beklemeniz gerekir. Ancak gökyüzünde küçük bulutlar görünüyorsa hava açık ve sıcak olacaktır.

Görünüşe göre "her zaman havada asılı kalan" bu sorunun cevabını çok az insan biliyor. Çocuklar sıklıkla bunu soruyor ancak yetişkinler bir açıklama yapmaya hazır değil. Pek çok kişi bu sorunun, "evrenin sonu nerede?" gibi hiç cevaplayamadığımız bir dizi sorudan biri olduğuna inanıyor. Bu gazların çok olması ve Güneş tarafından aydınlatılması durumunda bunun nitrojen ve oksijen karışımının rengi olduğuna inanan insanlar var. Gökyüzünün rengini ışığın atmosfer katmanlarında kırılmasıyla ilişkilendirenler var. Okulda mükemmel öğrenciler olanlar, Rayleigh yasasına göre havanın mavi rengi spektrumun diğer tüm renklerinden daha yoğun bir şekilde saçtığını, çoğu zaman bu saçılımın özünü anlamadan söyleyecektir. Bu arada, gökyüzünün rengi sorunu fizikçiler tarafından ancak yirminci yüzyılda çözüldü. Bu nedenle özellikle utanmamalıyız.

Ve bu konu doğrudan sıcaklıkla ilgili olmasa da hadi anlamaya çalışalım. Fiziğin derinliklerine inmeyeceğiz ama ışık ve havayla ilgili temel ilkeleri hatırlayacağız.

Güneş ışığı gökkuşağının tüm renklerinden gelen radyasyonun bir karışımıdır; İnsan gözünün retinasını etkileyebilecek titreşim frekanslarına sahip elektromanyetik dalgalar. Menekşe rengi, 380 nm, kırmızı - 720 nm radyasyon dalga boyuna karşılık gelir. Retinada renk algısından sorumlu olan koniler bulunur. Üç tür koni vardır: mavi (yüksek frekans aralığından sorumludur), yeşil (orta frekanslardan sorumludur) ve kırmızı (düşük frekanslardan sorumludur). Konilerin hassasiyet aralıkları örtüşür ancak maksimum değer belirli bir renk için oluşur.

Normal hallerindeki hava moleküllerinin yükü yoktur, nötrdürler. Ancak yüklü parçacıklardan (elektronlar ve çekirdekler) oluşurlar. Bir elektrik alanının etkisi altında çekirdekler bir yöne, elektronlar diğer yöne kaydırılır ve kendi elektromanyetik alanına sahip bir dipol elde edilir. Bir dipol alternatif bir elektromanyetik alana girdiğinde salınmaya başlar, yani pozitif ve negatif yükler ileri geri kayar ve dipolün kendisi bir elektromanyetik dalga yaymaya başlar. Bizim durumumuzda güneş ışığından gelen bir elektromanyetik dalga, hava moleküllerinin elektromanyetik dalga yayan dipollere dönüşmesine neden olur. Üstelik dipolleri incelemeye yönelik talimatlar her türlü olabilir. Enerjinin korunumu yasasına göre ışık dalgası orijinal yönünde yoğunluğunu kaybeder. Bu, havadaki ışık saçılımının ana mekanizmasıdır. Saçılmadan bile değil, hava moleküllerinin ışığın etkisi altında parlamasından bahsetmek daha doğru olur. Atmosfere bakıyoruz ve aslında güneşten gelen ışığı ve atmosferimizdeki moleküllerin yaydığı ışığı görüyoruz. Neden beyaz değil de mavi?

Gerçek şu ki, dipol radyasyonunun yoğunluğu, radyasyon frekansının dördüncü kuvvetiyle orantılıdır. Mavi ışığa karşılık gelen maksimum frekans ve enerjiye sahip dalgalar, en yoğun şekilde dipoller tarafından yayılır. Kırmızı ışık dalgaları hava molekülleriyle daha az etkileşime girer. Onlar. Beyaz ışık atmosferden geçerken spektrumdan süzülür. Hava molekülleri esas olarak mavi ışık, yani retinanın mavi ve yeşil konilerini kırmızı konilerden çok daha güçlü bir şekilde uyaran ışık yayar.

John Tyndall, 1865 yılında gökyüzünün renginin doğru bir şekilde açıklanmasına yönelik ilk adımı atan kişiydi. Işık ışınlarının, içinde küçük yabancı madde parçacıklarının asılı olduğu bir ortamdan geçerken mavi rengin kırmızıya göre daha yoğun şekilde saçıldığını keşfetti. . Sonuç olarak, iletilen ışığın rengini mavi renkte görüyoruz. Bu, sütle hafifçe bulanıklaşmış sudan geçen bir ışık huzmesine yandan bakıldığında gözlemlenebilir. Yandan değil de ışın yönünde bakarsanız ışık kırmızımsı bir renk alır çünkü mavi bileşen dağıldı.

Birkaç yıl sonra İngiliz bilim adamı Lord Rayleigh bu etkiyi daha ayrıntılı olarak inceledi. Çok küçük parçacıklar tarafından saçılan ışığın yoğunluğunun, radyasyon dalga boyunun dördüncü kuvveti ile ters orantılı olduğunu gösterdi. Buradan mavi ışığın kırmızıya göre 10 kat daha yoğun şekilde saçıldığı sonucu çıktı.

Tindal ve Rayleigh, gökyüzünün maviliğinin atmosferdeki küçük toz parçacıkları ve su buharının varlığından kaynaklandığını düşünüyorlardı. Bilim adamları daha sonra, eğer bu doğru olsaydı, nem, sis ve hava kirliliğindeki değişikliklerle birlikte gökyüzü renginde şu anda gördüğümüzden önemli ölçüde daha fazla değişiklik göreceğimizi fark ettiler. Sorun, 1911'de ışığın moleküller tarafından saçılımını açıklayan bir formül türeten Einstein tarafından çözüldü. Formül önceki tüm deneyleri doğruladı. Işığı saçan şeyin toz ve buhar değil, tam olarak hava molekülleri olduğu kanıtlanmıştır, çünkü (yukarıda belirtildiği gibi) ışığın elektromanyetik alanı moleküllerde elektrik dipol momentlerini başlatır.

Gökyüzü neden mor değil de mavi? Sonuçta mor dalgalar mavi dalgalardan daha kısadır. Birinci sebep, güneş radyasyonunun spektrumunun tekdüze olmamasıdır. Orada daha az mor var. Ayrıca mor ışınlar atmosferin en üst katmanlarına bile dağılıyor. İkinci sebep ise konilerimizin menekşeye olan duyarlılığının maviye göre daha düşük olmasıdır. Üçüncü neden ise mavi ışığın retinadaki mavi konilerin yanı sıra hafif kırmızı ve yeşil konileri de tahriş etmesidir. Bu nedenle, özellikle hava açık olduğunda gökyüzünün rengi soluk değil, zengin mavidir.

Gün batımının rengi aynı zamanda ışığın hava molekülleri tarafından saçılmasıyla da açıklanmaktadır. Güneş'ten Dünya'ya teğetsel olarak uzun bir yol kat eden ışın, tüm mavi tonlarını kaybeder. Göze sadece sarı ve kırmızı tonları ulaşıyor. Denize yakın yerlerde, Tindal'ın saçılmasına neden olan havadaki tuz parçacıkları sayesinde gün batımı turuncu bile olabiliyor.

Atmosferin bileşimine dikkat edin; nitrojen ve oksijenin varlığı, gökyüzünün rengi pratikte bağımsızdır. Bir gezegenin yeterli kalınlık ve yoğunlukta şeffaf bir atmosferi varsa, spektrumu Güneş gibi beyaz olan bir ışıkla aydınlatılıyorsa, o zaman oradaki gökyüzü mavi olacaktır.

Peki Mars'a inen uzay aracındaki fotoğrafların oradaki gökyüzünün pembe ve kırmızı olduğunu göstermesini nasıl açıklayabiliriz? Bunun nedeni Mars'ın atmosferinin çok ince olması ve tozla kirlenmiş olmasıdır. Güneş ışığının saçılması moleküller üzerinde değil, esas olarak asılı toz yabancı maddeleri üzerinde meydana gelir. Toz parçacıklarının çoğu ışığın dalga boylarından daha büyüktür ve kırmızı renkli demir oksitten yapılmıştır.

Artık biliyorsunuz ki “gökyüzü neden mavidir?” sorusuna cevap vermek o kadar da basit değil. Anlıyoruz ama çocuklara ne anlatmalıyız? Güzel atmosferimizin, Güneş ısıttığında mavi renkte parlayan havadan oluşması muhtemeldir. Çünkü mavi, gökkuşağının tüm renklerinin en güçlüsüdür.

Basit bir ifadeyle gökyüzü mavidir çünkü ışık ayrıştırıldığında en çok mor saçılır ve en az kırmızı saçılır.

Bir prizmadan geçen ışık

Bildiğiniz gibi beyaz ışık, ışığın dalga boyu azaldıkça değişen yedi ana renkten oluşur: kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, camgöbeği, çivit mavisi ve mor. Ve örneğin, yörüngedeki astronotlar, siyah bir gökyüzünün arka planında göz kamaştırıcı beyaz Güneş'i görüyorlar. Olması gereken de budur: Beyaz ışığın bileşenleri, atmosferin "filtresinden" geçerek Dünya'ya ulaşırken, havasız uzayda bozulmadan onlara ulaşır.

Daha detaylı bakarsak ne olduğunu anlamamız gerekir. dağınık gökyüzü radyasyonu- Atmosferdeki moleküller veya parçacık maddeler tarafından saçıldıktan sonra dünya yüzeyine ulaşan güneş ışınımı. Atmosfere saçılan tüm güneş radyasyonunun yaklaşık üçte ikisi sonuçta Dünya'ya dağınık radyasyon olarak ulaşır (Güneş ufkun üzerindeyse, gelen radyasyonun en az %25'i saçılır).

Atmosferdeki ışık saçılımının ana mekanizmaları (Rayleigh saçılımı, Mie saçılımı) elastiktir, yani radyasyonun yönü dalga boyunu değiştirmeden değişir.

Gökyüzünün mavi görünmesinin nedeni, havanın kısa dalga boylu ışığı uzun dalga boylu ışıktan daha fazla dağıtmasıdır. Işığın dalga boylarına orantılı hacimlerde hava gazı moleküllerinin sayısındaki dalgalanmaların neden olduğu Rayleigh saçılımının yoğunluğu 1/λ4 ile orantılıdır, λ dalga boyudur, yani görünür spektrumun mor kısmı yaklaşık olarak dağılmıştır. Kırmızıdan 16 kat daha yoğun. Mavi ışık daha kısa bir dalga boyuna sahip olduğundan, görünür spektrumun sonunda atmosfere kırmızı ışıktan daha fazla saçılır. Bu nedenle, gökyüzünün Güneş yönü dışındaki alanı mavi bir renge sahiptir (ancak mor değildir, çünkü güneş spektrumu düzensizdir ve içindeki menekşe renginin yoğunluğu daha azdır ve ayrıca hassasiyetin düşük olması nedeniyle) gözün menekşe rengine ve maviye karşı daha fazla hassasiyete sahip olması, yalnızca retinadaki mavi renkli konilere duyarlı olanları değil, aynı zamanda kırmızı ve yeşil ışınlara da duyarlı olanları tahriş eder).

Gün batımı ve şafak sırasında ışık, dünya yüzeyine teğetsel olarak hareket eder, böylece ışığın atmosferde kat ettiği yol, gündüze göre çok daha uzun olur. Bu nedenle mavi ve hatta yeşil ışığın çoğu doğrudan güneş ışığından saçılır, dolayısıyla güneşin doğrudan ışığı, aydınlattığı bulutlar ve ufka yakın gökyüzü kırmızı renktedir.

Muhtemelen, atmosferin farklı bir bileşimi ile, örneğin diğer gezegenlerde, gün batımı da dahil olmak üzere gökyüzünün rengi farklı olabilir. Örneğin Mars'ta gökyüzünün rengi kırmızımsı pembedir

Atmosferdeki ışık yoğunluğunun zayıflamasının ana nedenleri saçılma ve emilimdir. Saçılma, saçılan parçacığın çapının ışığın dalga boyuna oranının bir fonksiyonu olarak değişir. Bu oran 1/10'dan küçük olduğunda, saçılma katsayısının 1/λ4 ile orantılı olduğu Rayleigh saçılması meydana gelir. Saçılan parçacıkların boyutunun dalga boyuna oranının büyük değerlerinde saçılma yasası Gustave Mie Denklemine göre değişir; bu oran 10'dan büyük olduğunda geometrik optik yasaları pratikte yeterli doğrulukla uygulanır.

Eski Yunanlılar şöyle inanıyordu: "Gökyüzü mavidir çünkü en saf kaya kristalinden yapılmıştır!" Üstelik kristal çok katmanlıdır - bu nedenle mavi bir renge sahiptir. Önünüze sıradan bir cam parçası koyarsanız şeffaf olacaktır. Ancak birkaç parçayı bir yığına koyarsanız ve bunların içinden bakmaya çalışırsanız, tüm yapının arkasında aslında ne olduğunu değil, bir tür anlaşılmaz maviliği göreceğiniz ortaya çıkıyor.

Yani bizim durumumuzda gökyüzü mücevher hassasiyetiyle iç içe yerleştirilmiş bir dizi kristal küreden oluşuyor. Tüm bu küreler kümesinin ortasında kaleleri, meyhaneleri, yolları, dağ zirveleri, tapınakları, şehirleri ve denizleriyle Dünya vardır. Bir kürenin üzerinde parlak bir şekilde yanan bir Güneş vardır. Diğer kürede ise Ay bulunmaktadır. Üçüncü küre, ara sıra kristal yüzeyden kopup aşağıya düşen sonsuz sayıda yıldızla kaplıdır. Diğer tüm küreler çok sayıda gezegenden birini kendi üzerine yerleştirir.

Bütün bu küreler dönüyor ve her birinin kendi yönü ve hızı var. Gıcırdatmadan, gıcırdamadan dönüyorlar ve bu muhteşem sistemin tam merkezinde, eşsiz ve önemli gezegenimiz “küresel” boşlukta yer alıyor. Muhteşem bir manzara olmalı!

Eski Yunanlılar gökyüzünün neden mavi olduğuna dair bu teoriye içtenlikle inanıyorlardı. Ancak onları böyle düşünmeye iten şey tam olarak neydi? Sonuçta gökyüzüne dokunulamaz, yalnızca tefekkür edilebilir. Düşünün ve düşünün, en inanılmaz tahminleri yapın. Günümüzde bu tür tahminlere genellikle "bilimsel teori" deniyor, ancak eski Yunanlılar onları rahatsız etmediler ve onlara tahmin adını verdiler.

Gökyüzü neden mavidir (bilim adamlarına göre)?

Modern bilim adamları doğru cevabı bulmayı ve gökyüzünün neden mavi olduğunu kanıtlamayı başardılar. Fizik bu sırrı, daha doğrusu gezegenimizin atmosferini uzun süre sakladı. Herkesin bildiği gibi havanın kendisi renksiz bir gazdır ancak güneş ışınları havanın içine girdiğinde ışık 7 ana renge ayrılmaya başlar:

Bu süreçte mavi ve mavi renklerin açık bir avantajı olduğundan, gökyüzünü mavi-mavi olarak görmemizin nedeni budur.

Bu sürecin en başarılı örneği gece ve gündüzün karşılaştırılmasıdır. Güneş şu anda gezegenin karşı tarafını aydınlatacağından geceleri güneş ışınları yoktur. Işığın olmaması sayesinde atmosferin gerçek rengini, daha doğrusu herhangi bir rengin yokluğunu, şeffaflığını görebiliriz. Şeffaf hava sayesinde diğer galaksileri, yıldızları, platoları, siyah uzayları görme fırsatımız oluyor. Güneş gezegenin bizim tarafını tekrar aydınlatmaya başladığı anda gökyüzü masmavi olur. Böylece gökyüzü, gündüz saatlerinde uzayın bizden saklandığı bir tür mavi perdedir. Bu nedenle gökyüzü gündüzleri mavi, geceleri ise şeffaftır, bu yüzden bize siyah görünür.

Gökyüzü neden sadece açık havalarda mavidir? Gerçek şu ki, bulutlu havalarda, ışık ışınlarının tüm spektrumu Dünya yüzeyine nüfuz edemiyor ve bize ulaşabilen az sayıdaki ışın, çok yüksek bir rakımda asılı olan su tarafından kırılıyor. Işık dalgalarını bozan bu sudur.

Artık gökyüzünün renklerindeki değişimin nedeninin sarsılmaz fizik yasalarında olduğuna ikna oldunuz.

Güzel bir günde gökyüzüne baktığımızda, çocukluktan itibaren onun gündüzleri mavi rengine, gün batımında ve gün doğumunda kırmızı rengine alışırız. Gökyüzünün mavi rengi gözlerimize o kadar aşinadır ki, gökyüzünün renginin neden örneğin yeşil veya sarı değil de mavi olduğu konusunda çoğu zaman hiçbir soru ortaya çıkmaz. Peki, Dünya'nın ana ışık kaynağı sarı renkte parlayan Güneş ise gökyüzü neden mavidir? (Göz koruması olmadan Güneş'in ne renk olduğunu kontrol etmek için acele etmeyin).

Güneş gerçekte ne renktir?

Güneş'ten gelen ışığın farklı renklere sahip olduğu ortaya çıktı. Aslında Güneş mavi, yeşil, sarı ve kırmızı ışıkla parlıyor. Bu, 17. yüzyılda Newton tarafından keşfedildi. Güneş'i en çok sarıyı yaydığı için sarı olarak görürüz, diğer renkleri ise ancak özel ekipmanlar yardımıyla görebiliriz. Sarı ışık o kadar yoğundur ki kişi arka plandaki diğer renkleri ayırt edemez. Bu, devasa bir sarı spot ışığının karşısında küçük yeşil veya mavi bir el fenerini fark etmeye çalışmak gibi bir şey.

Işık Dünya yüzeyine nasıl ulaşır?

Gökkuşağının tüm renklerinden ışınların Güneş'ten Dünya'ya geldiğini hayal edin. Güneş ile Dünya arasındaki uzay boşluğunda, güneş ışınları aynı yönde ve aynı hızla uçmaktadır. Ancak güneş ışığı dünya atmosferine ulaştığında her şey değişir. Güneş ışınları hava molekülleriyle (çoğunlukla oksijen ve nitrojenden oluşan) çarpışır ve yönlerini değiştirir, dağılırlar. Işığın saçılma sürecini gözlemleyelim. İşte Dünya'nın atmosferine uçan küçük bir güneş ışığı "parçası" - bir foton; ve hemen bir miktar hava molekülü yoluna çıkıyor. Foton bu moleküle “çarpıyor” ve orijinal yolundan biraz sapıyor. Biraz daha uçtuktan sonra foton yine bir hava molekülüyle çarpışacak ve yeniden yön değiştirecektir. Böyle bir "haydut gezgin" gözümüze ulaştığında milyarlarca molekülle çarpışacak ve hareket yönünü yaklaşık olarak aynı sayıda değiştirecek zamanı olacak. Dünya atmosferinden geçen ışık o kadar yön değiştirir ki fotonlar her yöne, hatta Güneş'e doğru hareket etmeye başlar. Bu nedenle gündüzleri gökyüzü Güneş'in ters tarafında bile parlaktır.

Gökyüzü neden mavi?

Işığın renginin, bireysel "ışık parçalarının" hava molekülleriyle çarpıştıktan sonra yönlerini değiştirme yeteneğini büyük ölçüde etkilediği ortaya çıktı. Işık ne kadar mavi olursa, atmosfere saçıldığında hareketinin yönünü o kadar kolay değiştirir. Bu, mavi ışığın en iyi şekilde dağıldığı ve turkuazın biraz daha kötü olduğu anlamına gelir. Yeşil ve sarı ışık, turkuazdan daha kötü yön değiştirir. En azından atmosferden geçerken kırmızı ışık yönünü değiştirir. Maviden yaklaşık 10 kat daha kötü saçılır. Dolayısıyla Güneş'ten gelen mavi ışığın gökyüzüne dağıldığı ortaya çıkıyor ve bize gökyüzü maviye dönüyor gibi görünüyor. Doğa farklı yapıda olsaydı ve örneğin yeşil ışık en iyi şekilde dağılsaydı gökyüzümüz yeşil olurdu.

Gökyüzü neden gün batımında ve gün doğumunda kırmızıya döner?

Güneş battığında veya doğduğunda, güneş ışığının gözümüze ulaşması için daha kalın bir hava tabakasından geçmesi gerekir. Bu, gün batımında veya gün doğumunda Dünya'ya çarpan fotonların, gün içinde Dünya'ya çarpan fotonlardan çok daha fazla hava molekülleriyle çarpışmaya maruz kalacağı anlamına geliyor. Artan çarpışma sayısı, kırmızı ışığın bile dağılmaya başlamasına neden olarak, güneşin yakınındaki gökyüzünün gün batımında veya gün doğumunda kırmızıya dönmesine neden olur.

Konstantin Kudinov

Sevgili arkadaşlar! Bu hikayeyi beğendiyseniz ve çocuklara yönelik astronot ve astronomi ile ilgili yeni yayınlardan haberdar olmak istiyorsanız topluluklarımızdan gelen haberlere abone olun.