Çevremizdeki dünya inanılmaz harikalarla dolu, ancak çoğu zaman onlara dikkat etmiyoruz. Bahar gökyüzünün berrak mavisine veya gün batımının parlak renklerine hayranlıkla bakarken, günün saati değiştikçe gökyüzünün neden renk değiştirdiğini düşünmüyoruz bile.
Güneşli güzel bir günde parlak maviye ve sonbaharda gökyüzünün parlak renklerini kaybederek puslu griye dönüşmesine alışığız. Ancak modern bir insana bunun neden olduğunu sorarsanız, büyük çoğunluğumuzun bir kez okul fizik bilgisiyle donanmış olarak bu basit soruyu yanıtlaması pek olası değildir. Bu arada açıklamada karmaşık bir şey yok.
Renk nedir?
Okul fizik dersinden nesnelerin renk algısındaki farklılıkların ışığın dalga boyuna bağlı olduğunu bilmeliyiz. Gözümüz yalnızca oldukça dar bir dalga radyasyonu aralığını ayırt edebilir; en kısa dalgalar mavi ve en uzun dalgalar kırmızıdır. Bu iki ana renk arasında, farklı aralıklardaki dalga radyasyonu ile ifade edilen renk algımızın tamamı yer alır.
Beyaz bir güneş ışığı ışını aslında tüm renk aralıklarındaki dalgalardan oluşur ve bunu bir cam prizmadan geçirerek kolayca görebilirsiniz; muhtemelen bu okul deneyimini hatırlıyorsunuzdur. Dalga boylarındaki değişimlerin sırasını hatırlamak için; gün ışığı spektrumundaki renklerin dizisi, bir avcı hakkında her birimizin okulda öğrendiği komik bir ifade icat edildi: Her Avcı Bilmek İster, vb. 
Kırmızı ışık dalgaları en uzun dalgalar olduğundan geçerken saçılmaya daha az duyarlıdırlar. Bu nedenle, bir nesneyi görsel olarak vurgulamanız gerektiğinde, ağırlıklı olarak her türlü hava koşulunda uzaktan açıkça görülebilen kırmızı rengi kullanırlar.
Bu nedenle, yasaklayıcı bir trafik ışığı veya başka bir tehlike uyarı ışığı yeşil veya mavi değil, kırmızıdır.
Gün batımında gökyüzü neden kırmızıya döner?
Gün batımından önceki akşam saatlerinde, güneş ışınları dünya yüzeyine doğrudan değil, açılı olarak düşer. Dünya yüzeyinin Güneş'in doğrudan ışınlarıyla aydınlatıldığı gündüz vaktine göre çok daha kalın bir atmosfer tabakasının üstesinden gelmek zorundalar.
Şu anda atmosfer, en uzun ve dolayısıyla girişime karşı en dirençli olan kırmızı olanlar hariç, neredeyse tüm görünür aralıktaki ışınları dağıtan bir renk filtresi görevi görür. Diğer tüm ışık dalgaları ya atmosferde bulunan su buharı ve toz parçacıkları tarafından saçılır ya da emilir.
Güneş ufka göre ne kadar alçalırsa, ışık ışınlarının üstesinden gelmesi gereken atmosfer katmanı da o kadar kalın olur. Bu nedenle renkleri giderek spektrumun kırmızı kısmına doğru kayıyor. Bu fenomenle ilgili bir halk batıl inancı vardır; kırmızı bir gün batımının ertesi gün kuvvetli bir rüzgarın habercisi olduğunu söyler. 
Rüzgar, atmosferin yüksek katmanlarından ve gözlemciden çok uzakta kaynaklanır. Güneşin eğik ışınları, sakin bir atmosfere göre çok daha fazla toz ve buharın bulunduğu, ortaya çıkan atmosferik radyasyon bölgesini vurgular. Bu nedenle rüzgarlı bir günden önce özellikle kırmızı, parlak bir gün batımı görüyoruz.
Gündüzleri gökyüzü neden mavidir?
Işık dalga boylarındaki farklılıklar aynı zamanda gündüz gökyüzünün berrak mavisini de açıklamaktadır. Güneş ışınları doğrudan dünyanın yüzeyine düştüğünde üstesinden geldikleri atmosfer katmanı en küçük kalınlığa sahiptir.
Işık dalgalarının saçılması, havayı oluşturan gaz molekülleriyle çarpıştıklarında meydana gelir ve bu durumda kısa dalga boyundaki ışık aralığının en kararlı olduğu ortaya çıkar, yani. mavi ve mor ışık dalgaları. Rüzgarsız, güzel bir günde gökyüzü inanılmaz bir derinlik ve mavilik kazanır. Peki neden gökyüzünde mor değil de mavi görüyoruz?
Gerçek şu ki, insan gözünde renk algısından sorumlu olan hücreler maviyi menekşeden çok daha iyi algılarlar. Yine de menekşe algı aralığının sınırına çok yakın.
Bu nedenle eğer atmosferde hava molekülleri dışında saçıcı bileşenler yoksa gökyüzünü parlak mavi görürüz. Atmosferde yeterince büyük miktarda toz göründüğünde - örneğin şehirde sıcak bir yaz aylarında - gökyüzü soluyor ve parlak mavisini kaybediyor gibi görünüyor.
Kötü havanın gri gökyüzü
Artık sonbahardaki kötü hava koşullarının ve kar yağışının gökyüzünü neden umutsuzca griye çevirdiği açık. Atmosferdeki büyük miktarda su buharı, beyaz ışık ışınının tüm bileşenlerinin istisnasız saçılmasına yol açar. Işık ışınları küçük damlacıklara ve su moleküllerine bölünür, yönlerini kaybeder ve spektrumun tüm aralığı boyunca karışır. 
Bu nedenle ışık ışınları sanki dev bir saçılım lambasının içinden geçiyormuşçasına yüzeye ulaşır. Bu olguyu gökyüzünün grimsi beyaz rengi olarak algılıyoruz. Atmosferdeki nem giderildiğinde gökyüzü yeniden parlak maviye döner.
Makalede gökyüzünün mavi (gölgeli) renginin basit bir açıklamasını bulabilirsiniz. Sonuçta soru aslında özellikle çocuklar için çok ilginç. Göründüğü kadar kolay olmasa da bu olguya basit bir açıklama bulalım.
İnsan gözü yalnızca üç rengi görebilir ve sanıldığı gibi pek çok rengi göremez. Bunlar kırmızı, yeşil ve mavidir.
Giriş: Gökyüzü neden mavidir?
Fotoğraf filmi tam olarak yukarıdaki prensip üzerine inşa edilmiştir. Çerçevede her biri yalnızca kendi ışığını algılayan, ışınların emilmesine göre renk değiştiren üç yüzey bulunmaktadır. Bir elektrik lambasının ışığı içinden geçerek ekranda bir görüntü oluşturduğunda, bunların farklı oranlarda karışması nedeniyle milyonlarca renk tonu görürüz. Teknoloji doğayı kopyalıyor. Sonuçta insan gözü tam olarak bu prensibe göre çalışır. Yalnızca renklerine tepki veren biyolojik elementler içerir.
Ve bu renkler insan beyninde karıştığında cismin yansıttığı rengi gözlemliyoruz. Örneğin mavi ve sarı karıştırıldığında yeşil oluşur. İlginç bir gerçek, sarının bize mavi veya yeşilden daha soluk görünmesidir. Bu insan gözünün renk yanılgısıdır. Siyah beyaz fotoğrafta sarının hiç soluk olmadığı açıkça görülüyor.
Sadece yüzeyden yansıyan rengi görüyoruz. Örneğin Avrupalılar beyaz tenliyken, Afrikalılar neredeyse siyah tenlidir. Bu yalnızca, bazı insanlarda ten renginin tüm renkleri yansıtabildiği anlamına gelir; bu, üç ana rengin tümü karıştırıldığında ortaya çıkar, diğerlerinde ise yalnızca emer. Sonuçta sadece yansıyan ışınları görüyoruz. İdeal olarak elbette tamamen beyaz ve tamamen siyah bir cilt yoktur. Ama daha anlaşılır olsun diye yazdım.
Cevap: Gökyüzü neden mavidir?
“Ama gökyüzünün bununla ne alakası var? - zaten deneyim sahibi olan okuyucu şimdi şunu söyleyecektir: - gökyüzü ışınları yansıtabilir mi? Kabul etmek. Geçmelerine izin veriyor, ancak Dünya'yı çevreleyen, yüzeyden bin kilometre yüksekte uzanan hava, ışınların tamamının geçmesine izin vermiyor. Kırmızı ve yeşili kısmen engeller ancak mavinin geçmesine izin verir. Bu nedenle gökyüzüne baktığımızda onu mavi, mavi, kötü havalarda mor ve hatta kurşuni görüyoruz. İnsan gözü, çeşitli nesnelerden farklı olarak pratikte ışığı yansıtmaz, yalnızca belirli bir renge duyarlı konileri ve çubukları sayesinde onu emer. Ve ışınların mavi spektrumu baskın olduğu için onu görüyoruz.
Gökyüzünün mavi görünmesinin nedeni, havanın kısa dalga boylu ışığı uzun dalga boylu ışıktan daha fazla dağıtmasıdır.
Ancak bu, gökyüzünün kırmızı, kızıl, kırmızı veya pembe olamayacağı anlamına gelmez. En azından bir kısmı. Gün doğumu veya gün batımında izlerseniz kanlı renklerin cümbüşüne hayran kalacaksınız. Ancak yeşil veya sarı bir gökyüzü görmeyeceksiniz. Bu neden oluyor? Güneş doğarken veya günbatımında, güneş atmosferi yukarıdan değil, çok küçük bir açıyla deler, bu nedenle kanlı bir şafak veya kızıl bir gün batımı görürüz.
"Gökyüzü neden mavi?" - Bu en popüler çocuk sorularından biridir. Ancak ne yazık ki her yetişkin buna cevap veremez. Öncelikle fizik alanından bilgi sahibi olmanız gerekiyor. İkincisi, karmaşık bilgileri küçük bir çocuğa net bir şekilde açıklayabilmek.
Bu sorunun cevabını fizik açısından ama basit bir dille kısaca formüle etmeye çalışalım.
Gökyüzünün neden mavi olduğu birkaç noktayla açıklanabilir:
Gökyüzü neden mavidir - çocuklar için video
İnternette çocuklara yönelik “Gökyüzü neden mavi?” konulu özel videolar ve sunumlar var. Yaş dikkate alınarak tasarlandıkları için sorunun cevabı basit ve net olacaktır. Elbette herhangi bir videonun önce önizlenmesi gerekir. İzledikten sonra çocuğunuz için bir oyun oynayabilirsiniz. Ondan öğretmen olmasını ve gökyüzünün neden mavi olduğunu açıklamasını isteyin. Böylece bebeğinizin bilgiyi nasıl öğrendiğini öğrenebilirsiniz. Ayrıca yetişkin olma fırsatı çocuğa pek çok olumlu duygu verecektir.
Örneğin aşağıda birkaç video var.
Gökyüzü neden mavidir - ayrıntılı açıklama
Çocuklar için gökyüzünün neden mavi olduğunu anlatan eğitici kısa çizgi filmler
Güneş, gökyüzü ve bulutlar ne renktir? Çocuklar için fizik açısından açıklama
Fizik açısından gökyüzü neden mavidir?
Birçok araştırmacı bu soruyu cevaplamaya çalıştı. Ancak D. Rayleigh ancak 19. yüzyılın sonunda bu fenomene en iyi açıklamayı verebildi. Güneş saf şeffaf ışık ışınlarını inceler. Bu nedenle gökyüzünü de beyaz görmeliyiz. Ancak dünyaya giderken güneş ışınları renk değiştirir. Bu, beyaz rengin 7 tonluk bir spektrum içermesi nedeniyle mümkündür. Kombinasyonları sayesinde beyaz renk elde edilir.
Neden beyaz renk tonlara ayrılıyor ama biz sadece maviyi görüyoruz? Bilim adamları bunu ilk başta havanın çok sayıda kimyasal bileşenden oluşan özel bileşimi ile açıkladılar. Dünyanın atmosferi ayrıca su buharı, buz kristalleri, toz parçacıkları vb. içerir. Ozon en üst katmanda oluşur.
Bu konuyu ilk araştıran fizikçilere göre ozon ve su molekülleri kırmızı ışınları emer ve mavi ışınları iletir. Ancak bilim insanları kesin hesaplamalar yaptıktan sonra bu açıklamayı reddettiler çünkü atmosferde gökyüzünü mavi yapacak kadar ozon ve su yoktu.
70 yıl sonra bilim adamı D. Tyndall, ışığın havadaki toz ve diğer parçacıklar nedeniyle dağıldığı varsayımında bulundu. Mavi ışık en az dağılır, bu nedenle mavi gökyüzü olgusu yaratılır. Bilim adamı, eğer hava tamamen temiz olsaydı gökyüzünün de bize beyaz görüneceğini savundu.
Kısa süre sonra D. Rayleigh de gökyüzünün neden mavi olduğu konusundaki tutumunu yeniden değerlendirdi. Gökyüzünün maviye duman, sis veya toz parçacıkları tarafından değil, doğrudan hava tarafından renklendirildiğini öne sürdü. Işınların bir kısmı renk değiştirmeden Dünya'ya ulaşır. Ancak çoğu hala gaz molekülleriyle temas halindedir ve onlar tarafından emilir.
Bu etkileşimle moleküller enerjiyle dolar, uyarılır ve tekrar foton şeklinde enerji yayar. Bu şekilde üretilen fotonlar herhangi bir renkte olabilir. Her yöne dağılırlar. Işınların rengi, bir gölgenin veya diğerinin kuantumunun baskınlığına bağlı olacaktır. Fotonların ve gaz moleküllerinin çarpışması sırasında ikincil kırmızı kuantum başına 8 mavi kuantum vardır. Bilim adamı bundan yola çıkarak şu sonuca vardı: Gaz molekülleri nedeniyle rengin kırılması nedeniyle gökyüzünü mavi görüyoruz.
Bir çocuğa gökyüzünün neden mavi olduğu nasıl açıklanır?
Küçük bir çocuk için kendisini ilgilendiren bir soruya ilişkin bilgiler mümkün olduğunca basit ve erişilebilir bir şekilde sunulmalıdır. En iyi seçenek masalların ve metaforların yardımına başvurmaktır. Çocuk ne kadar küçükse, ona verilmesi gereken bilimsel bilgi de o kadar az olur. Bir çocuğa gökyüzünün farklı yaşlarda neden mavi olduğunu nasıl açıklayacağımıza bakalım.
2-3 yaş arası bir çocuk için açıklama
Bu yaştaki bir çocuğun spektrumlar, dalga boyları ve fiziğin diğer incelikleri hakkındaki bilgileri anlaması zor olacaktır. Çocuğunuza Dünyamızda birçok farklı su kütlesinin bulunduğunu söyleyin: nehirler, denizler, göller. Bunları ona çizimlerde gösterdiğinizden emin olun. Dışarısı sıcak ve güneşli olduğunda su sanki aynadaymış gibi gökyüzüne yansır. Nehir ve göldeki su mavi olduğundan gökyüzü de mavidir. Herhangi bir mavi nesneyi alıp aynaya nasıl yansıdığını gösterebilirsiniz. Daha da iyisi, bir gölete gidin ve ona bir ayna tutun. Çocuk sözlerinizin gerçek onayını görecektir.
3-4 yaş arası bir çocuk için açıklama
Bu yaştaki bir çocuğa her şeyi anlatmak daha gerçekçidir. Ona beyazın çok basit bir renk olmadığını söyleyebilirsin. Aynı anda 7 renk tonu daha içerir: turuncu, yeşil, mavi, mor, mavi, sarı ve kırmızı. Gökkuşağının resmini gösterin. Tüm ışınlar, tıpkı bir elek gibi yoğun bir hava tabakası yoluyla yere "ulaşır". Yol boyunca her güneş ışığı ışını sıçrayarak ayrı parçalara bölünür. Ancak mavi renk en kalıcı olanıdır, dolayısıyla kalıcıdır. Gökyüzünü maviye boyayan odur.
4-5 yaşında bir çocuk için açıklama
Hava bize şeffaf görünüyor. Ama sadece yakından böyle. Ama gerçek rengi mavidir. Çocuğunuzu gökyüzüne bakmaya davet edin. Çocuğunuza havanın çok yoğun olduğunu, bu nedenle uzaktan bize mavi göründüğünü açıklayın. Bu etkiyi ona açıkça göstermek için bir parça plastik torba alın. Paketi birkaç kez katlayın ve bebeğe verin. Güneşe bakmasına izin verin ve ışınların şeffaflığını ve rengini değiştirdiğinden emin olun.
5-6 yaş arası bir çocuk için açıklama
Hava farklı parçacıkların (buhar, toz, gaz) karışımıdır. Çok küçüktürler, dolayısıyla görülmeleri kolay değildir. Bu ancak mikroskop kullanılarak yapılabilir. Güneş ışınları 7 tondan oluşur. Hava akımında ilerlerken küçük parçacıklarla çarpışırlar ve bu nedenle parçalanırlar. Ancak mavi en kalıcı renktir, bu yüzden gökyüzü bize tam olarak böyle görünür.
İşte başka bir cevap. Güneş ışınları bize kısa ve sarı görünür. Çevremizdeki hava göremediğimiz çok sayıda parçacıktan oluşur. Güneş, ışınlarını Dünya'ya gönderdiğinde hepsi yüzeye ulaşmaz. Mavi ışınlar en kısa olanlardır, bize ulaşmak için zamanları yoktur, bu nedenle yol boyunca eriyip maviye dönerler.
Bir çocuğa beklenmedik bir soru sorarsa ne cevap vermeli?
Küçük "nedenler" ebeveynlerine günde birkaç düzine soru sorar. Onlara doğru ve net bir şekilde cevap vermek her zaman mümkün değildir. Sonuçta, her ebeveyn teknoloji, çevrelerindeki dünya ve bebek için çok ilginç olan diğer şeyler hakkındaki ansiklopedileri okumaz. Konuşmadan kaçınmak en iyi seçenek değildir. Bu durumda ne yapmalı?
Eğer bir soru sizi şaşırttıysa, çocuğunuza soruyu daha sonra cevaplayacağınızı söyleyin. Ama verdiğiniz sözü tutmalısınız ki, çocuk bu dünyayı öğrenme arzusunu kaybetmesin. Birçok soruya cevap verecek bir çocuk ansiklopedisinin elinizin altında olması faydalıdır.
Çocuğunuz gökyüzü, yıldızlar, gezegenler vb. hakkındaki bilgilere ilgi duyuyorsa onu planetaryuma götürün. Deneyimli rehberler küçük araştırmacıya Dünya'nın tarihi, yıldızlar, bulutlar, güneş sistemi vb. hakkında basit ve net bir şekilde bilgi verecektir.
Bilgiyi seçerken ve bir çocuğun sorusunu yanıtlarken, çocuğun yaşına göre yönlendirin. Bir çocuğun sorusunun cevabını bulmak çok zaman aldıysa ve sizi "terlettiyse", birçok yeni şey öğrendiğiniz için çocuğunuza mutlaka teşekkür edin.
Gün batımı neden kırmızıdır?
Kırmızı ışınlar en uzun olanlardır. Ayrıca gaz molekülleri tarafından en az saçılırlar. Gün boyunca güneş dünyanın üzerinde yükselir. Güneş ışınları dikey olarak yönlendirilir. Ancak akşam olduğunda gök cismi ufkun ötesine iner ve dünyayı belli bir açıyla aydınlatır. Bu nedenle ışınların gündüze göre daha uzun bir mesafe kat etmesi gerekir. Mavi-mavi spektrum atmosferin yoğun tabakası tarafından emilir ve yüzeye ulaşmaz. Ancak kırmızı-sarı ışınlar uzunlukları nedeniyle Dünya'ya ulaşır ve gökyüzünü kırmızıya boyar.
Bulutlar neden beyazdır?
Gökyüzünün neden mavi olduğu netleşti. Ancak hemen mantıklı bir soru ortaya çıkıyor: "Bulutlar neden beyaz?" En uygun cevabı vermek için nasıl oluştuklarını anlamak gerekir. Görünmez buhar içeren nemli hava, zemin bölgesinde ısınarak yükselir. Üst kısımda atmosfer basıncı yere yakın olandan daha azdır, dolayısıyla hava genişler ve soğur.
Buharın sıcaklığı belli bir sıcaklığa ulaştığında damlacıkları atmosferdeki katı parçacıklar ve toz tanecikleri etrafında yoğunlaşır. Bulutlar bu şekilde oluşur. Su parçacıkları oldukça küçüktür ancak gaz moleküllerinden çok daha büyüktürler. Güneş ışınları hava molekülleriyle karşılaştığında saçılır. Ve su damlacıkları varsa yansıtılırlar. Aynı zamanda doğal rengi de korunduğu için bulutların moleküllerini de beyaza boyar.
Çocukken cevabını alamadığımız, yetişkinler olarak ise sormaya utandığımız milyonlarca soru var. Bunlardan biri cevapsız sorular: “gökyüzü neden mavi?” Ve her şey yoluna girecek, bu bilgi olmadan da yaşayabilirsiniz, ancak bir çocuk ebeveynlerine bu kadar zor sorular sormaya başladığında genellikle utanır ve konuyu değiştirmeye başlar. Sonra çocuk cevabını bilmeden büyüyor, kendi çocukları oluyor ve her şey yeniden tekrarlanıyor. Gelin bu “kısır döngüyü” kıralım ve gökyüzünün mavi olmasının nedenlerini bulalım. Sorunu mümkün olan tüm açılardan ele alalım.
Fizik açısından mavi gökyüzü olgusu
Şunu açıklığa kavuşturalım, gökyüzü mavidir çünkü dünyanın atmosferi güneşin ışığını dağıtır. Son 200-300 yıldır yapılan tüm araştırmalar tam olarak buna çıkıyor. Mavi gökyüzü olgusunu etkileyen birkaç aksiyomu ele alalım:
- Güneşin beyaz ışığı farklı renk akışlarının birleşimidir. Beyaz renk “ayrı ayrı” mevcut değildir. Herkesin bildiği gibi sadece 7 renk vardır (kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, çivit mavisi, mor), diğer renkler ancak bunların birleştirilmesiyle elde edilir. Yedi rengin bir araya getirilmesiyle beyaz renk elde edilir. Bunların gözle ayırt edebildiğimiz renkler olduğunu dikkate almakta fayda var.
- Atmosfer boş değildir, birçok gazdan oluşur: nitrojen (%78), oksijen (%21), karbondioksit, çeşitli hallerde su (buhar, buz kristalleri). Ayrıca etrafımızda çok fazla toz ve çeşitli metal elementleri yüzüyor. Hepsi güneşin beyaz ışığını bozuyor.
- Bizi çevreleyen ve soluduğumuz hava aslında opaktır. En azından büyük miktarlarda. Sonuçta boşlukta yaşamıyoruz.
Bu üç olgudan yola çıkarak ilerleyeceğiz.
Hikaye
19. yüzyılda John Tyndall adında bir bilim adamı, atmosferdeki parçacıklar nedeniyle gökyüzünü mavi gördüğümüzü kanıtlayan bir araştırma yaptı. Laboratuvarında yapay olarak toz parçacıklarından oluşan bir sis yarattı ve ona parlak beyaz bir ışın yönlendirdi - sisin rengi mavimsi bir renge dönüştü. 30 yıl sonra, 1899'da fizikçi Rayleigh, selefinin araştırmasını yalanladı ve şuna dair kanıtlar yayınladı: Hava molekülleri sayesinde gökyüzü mavidir, içinde toz yok. Bu fenomene " denir dağınık gökyüzü radyasyonu“Bunu Wikipedia'da ayrıntılı olarak okuyabilirsiniz.
Gökyüzünün mavi görünmesinin nedeni, havanın kısa dalga boylu ışığı uzun dalga boylu ışıktan daha fazla dağıtmasıdır. Mavi ışık daha kısa bir dalga boyuna sahip olduğundan, görünür spektrumun sonunda atmosfere kırmızı ışıktan daha fazla saçılır. (Kaynak: Vikipedi)
Işık nedir? Işık, bazılarını gözlerimizle tespit edebildiğimiz, bazılarını ise göremediğimiz bir foton akışıdır. Yani örneğin standart renk spektrumunu görüyoruz, ancak yine güneş tarafından yayılan ultraviyole ışığını görmüyoruz. Sonuçta hangi rengi göreceğimiz bu akışın "dalga boyu"na bağlıdır. Alacağınız renk bu dalga boyuna bağlıdır.
İşte burada. Güneşin bize dalga boyunda beyaza karşılık gelen kuantumlar gönderdiğini belirledik ama atmosferden geçerken nasıl maviye dönüşüyor? Gökkuşağı örneğine bakalım. Gökkuşağı, ışığın kırılmasının ve spektruma bölünmesinin doğrudan bir örneğidir. Evde cam prizmayı kullanarak kendi gökkuşağınızı oluşturabilirsiniz. Rengin spektrumlara ayrılmasına denir dağılım.
Yani gökyüzümüz bir prizma görevi görüyor. Beyaz ışığın çoğu atmosferdeki gaz moleküllerinden geçerken dalga boyunu değiştirir. Bunun sonucunda moleküllerden “çıkan” fotonlar farklı bir renge sahip olur. Bu renk mor, kırmızı veya mavi olabilir.
Neden kırmızı değil de mavi görüyoruz?
Işık güneşten dünyaya geçerken hangi rengi göreceğimiz, hangi fotonların baskın olduğuna bağlıdır. Örneğin, ışık atmosferden geçtiğinde mavi kuantum sayısı kırmızıdan 8 kat, mor kuantum sayısı ise 16 kat fazladır! Bunun nedeni çok farklı dalga boylarıdır; dolayısıyla mor ve mavi güçlü bir şekilde dağılırken, kırmızı ve sarı çok daha kötü dağılır. Bu teoriye göre gökyüzünün mor olması gerekiyor ama değil. Bunun nedeni menekşenin maviden farklı olarak insan gözü tarafından çok daha kötü algılanmasıdır. Bu yüzden mavi gökyüzü.
Gökyüzünün neden mavi olduğuna dair video:
Neden gündüzleri gökyüzü mavi, gün batımı ise kırmızıdır?
Her şey yine renk dağılımıyla ilgilidir. Güneş beyaz ışığının geliş açısı küçülür ve ışık daha fazla hava molekülünden geçer, ışığın dalga boyu artar. Bu miktar kırmızı bir renge dağılması için yeterlidir.
Çocuklar için gökyüzü neden mavidir sorusunun cevabı
Bir çocuk size mavi gökyüzü hakkında bir soru sorarsa, elbette ona dağılım, spektrum ve fotonlardan bahsetmeyeceksiniz. Tatyana Yatsenko'nun “100 Çocuk Nedeni” adlı çocuk kitabından alıntı yapmak yeterli:
Genellikle güneş ışınlarını sarıya çizeriz. Ama aslında güneşin ışığı beyazdır ve yedi renkten oluşur. Bunlar gökkuşağının renkleridir: kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, çivit mavisi, mor. Hava tüm renklerin geçmesine izin vermiyor; yalnızca mavi, çivit ve mor. Gökyüzünü boyadılar.
Bu yeterli olacaktır. Web sitemizde ayrıca şu bağlantıdan “Gökyüzü neden mavidir” konulu bir sunumu indirebilirsiniz: Okuldaki derslerde faydalı olabilir.
Gökyüzü neden mavi? Bu kadar basit bir soruya cevap bulmak çok zor. Pek çok bilim adamı bir cevap bulmak için beyinlerini zorladı. Sorunun en iyi çözümü yaklaşık 100 yıl önce İngiliz fizikçi Lord John Rayleigh tarafından önerildi.
Ama en baştan başlayalım. Güneş göz kamaştırıcı derecede saf beyaz ışık yayar. Bu, gökyüzünün renginin aynı olması gerektiği ancak hâlâ mavi olduğu anlamına gelir. Dünya atmosferindeki beyaz ışığa ne olur?
Güneş ışınlarının rengi
Güneş ışınlarının gerçek rengi beyazdır. Beyaz ışık renkli ışınların karışımıdır. Prizma kullanarak gökkuşağı yapabiliriz. Prizma, beyaz ışını renkli şeritlere böler: kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, çivit mavisi ve mor. Bu ışınlar bir araya gelerek yeniden beyaz ışık oluşturur. Güneş ışığının önce renkli bileşenlere ayrıldığı varsayılabilir. Sonra bir şey olur ve Dünya yüzeyine yalnızca mavi ışınlar ulaşır.
Farklı zamanlarda ileri sürülen hipotezler
Birkaç olası açıklama var. Dünyayı çevreleyen hava bir gaz karışımıdır: nitrojen, oksijen, argon ve diğerleri. Atmosferde ayrıca su buharı ve buz kristalleri de bulunmaktadır. Toz ve diğer küçük parçacıklar havada asılı kalır. Atmosferin üst katmanlarında ozon tabakası bulunur. Sebebi bu olabilir mi?
İlginç:
Kar hakkında ilginç gerçekler
Bazı bilim adamları ozon ve su moleküllerinin kırmızı ışınları emip mavi ışınları ilettiğine inanıyordu. Ancak atmosferde gökyüzünü maviye boyamaya yetecek kadar ozon ve su olmadığı ortaya çıktı.
1869'da İngiliz John Tyndall, toz ve diğer parçacıkların ışığı saçtığını öne sürdü. Mavi ışık en az saçılır ve bu tür parçacıkların katmanlarından geçerek Dünya yüzeyine ulaşır. Laboratuvarında bir duman modeli oluşturdu ve onu parlak beyaz bir ışınla aydınlattı. Duman koyu maviye döndü.
Tindall, eğer hava tamamen açıksa hiçbir şeyin ışığı dağıtmayacağına ve parlak beyaz gökyüzüne hayran kalabileceğimize karar verdi. Lord Rayleigh de bu fikri destekledi ama bu uzun sürmedi. 1899'da açıklamasını yayınladı: Gökyüzünü maviye çeviren toz veya duman değil, havadır.
Renk ve dalga boyu arasındaki ilişki
Güneş ışınlarının bir kısmı gaz molekülleri ile çarpışmadan geçerek Dünya yüzeyine değişmeden ulaşır. Diğer büyük kısım gaz molekülleri tarafından emilir. Fotonlar emildiğinde moleküller heyecanlanır, yani enerjiyle yüklenirler ve bunu foton şeklinde yayarlar. Bu ikincil fotonların farklı dalga boyları vardır ve kırmızıdan mora kadar herhangi bir renkte olabilirler.
Her yöne dağılırlar: Dünya'ya, Güneş'e ve yanlara. Lord Rayleigh, yayılan ışının renginin ışındaki şu veya bu rengin kuantumunun baskınlığına bağlı olduğunu öne sürdü. Bir gaz molekülü güneş ışınlarının fotonlarıyla çarpıştığında, ikincil kırmızı kuantum başına sekiz mavi kuantum bulunur.
İlginç:
Hava hareketi ve yoğunlaşma
Sonuç nedir? Atmosferdeki milyarlarca gaz molekülünden, kelimenin tam anlamıyla dört bir yandan üzerimize yoğun mavi ışık yağıyor. Bu ışıkta başka renklerin fotonları da vardır, dolayısıyla tamamen mavi değildir.
Gökyüzü neden mavidir - cevap
İnsanların düşünebileceği dünya yüzeyine ulaşmadan önce güneş ışığının gezegenin tüm hava zarfından geçmesi gerekir. Işık, gökkuşağının ana renklerinin ve tonlarının hala öne çıktığı geniş bir spektruma sahiptir. Bu spektrumda kırmızı en uzun ışık dalga boyuna sahipken, mor en kısa dalga boyuna sahiptir. Gün batımında güneş diski hızla kırmızıya döner ve ufka yaklaşır.
Bu durumda ışık artan kalınlıktaki havanın üstesinden gelmek zorunda kalır ve dalgaların bir kısmı kaybolur. Önce mor kaybolur, sonra mavi, camgöbeği. Kırmızı rengin en uzun dalgaları son ana kadar Dünya yüzeyine nüfuz etmeye devam ediyor ve bu nedenle güneş diski ve etrafındaki hale son anlara kadar kırmızımsı bir renk tonuna sahip.
Gökyüzü neden mavidir - ilginç video
Akşam ne değişir?
Gün batımına yaklaştıkça Güneş ufka doğru koşar, ne kadar alçalırsa akşam o kadar hızlı yaklaşır. Böyle anlarda, eğim açısı nedeniyle orijinal güneş ışığını dünya yüzeyinden ayıran atmosfer tabakası keskin bir şekilde artmaya başlar. Bir noktada yoğunlaşan katman kırmızı dışındaki ışık dalgalarını iletmeyi bırakır ve bu anda gökyüzü bu renge döner. Mavi artık mevcut değil, atmosferin katmanlarından geçerken emiliyor.
İlginç gerçek: Gün batımında, Güneş ve gökyüzü çok çeşitli gölgelerden geçer; bunlardan biri veya diğeri atmosferden geçmeyi bırakır. Aynı şey gün doğumu anında da gözlemlenebilir; her iki olgunun nedenleri de aynıdır.
Güneş doğduğunda ne olur?
Güneş doğarken güneş ışınları da aynı süreçten geçer ancak ters sıradadır. Yani ilk ışınlar önce atmosferi güçlü bir açıyla kırar, yalnızca kırmızı spektrum yüzeye ulaşır. Bu nedenle gün doğumu başlangıçta kırmızı görünür. Sonra, güneş doğup açı değiştikçe, başka renkteki dalgalar geçmeye başlar; gökyüzü turuncuya döner ve sonra her zamanki maviye döner. Öğle vakti masmavi bir gökyüzü var, akşam olduğunda hava yeniden mora dönmeye başlıyor. Gökyüzünün güneşten uzakta bir tarafında mavi-siyah bir renk tonu gözlenir, ancak batan armatüre yaklaştıkça, Güneş tamamen kayboluncaya kadar ufkun yakınında daha fazla kırmızı gölge görülebilir.