Bilimsel ilerlemeye ve birçok bilgi kaynağına ücretsiz erişime rağmen, bir kişinin gökyüzünün neden mavi olduğu sorusuna doğru cevap verebilmesi nadirdir.
Gün boyunca gökyüzü neden mavi veya mavidir?
Güneş'in yaydığı beyaz ışık, renk tayfının yedi bölümünden oluşur: kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, çivit mavisi ve mor. Okuldan bilinen küçük kafiye - "Her Avcı Sülün'ün Nerede Oturduğunu Bilmek İster" - bu spektrumun renklerini her kelimenin ilk harflerine göre kesin olarak belirler. Her rengin kendine ait bir ışık dalga boyu vardır: Kırmızı en uzun, mor ise en kısadır.
Bize tanıdık gelen gökyüzü (atmosfer) katı mikropartiküllerden, minik su damlalarından ve gaz moleküllerinden oluşur. Uzun zamandır gökyüzünün neden mavi olduğunu açıklamaya çalışan birçok hatalı varsayım vardı:
- minik su parçacıkları ve çeşitli gaz moleküllerinden oluşan atmosfer, mavi spektrumdaki ışınların iyi geçmesine izin verir ve kırmızı spektrumdaki ışınların Dünya'ya temas etmesine izin vermez;
- Havada asılı duran toz gibi küçük katı parçacıklar en az mavi ve mor dalga boylarını saçarlar ve bu nedenle spektrumdaki diğer renklerden farklı olarak Dünya yüzeyine ulaşmayı başarırlar.
Bu hipotezler birçok ünlü bilim adamı tarafından desteklendi, ancak İngiliz fizikçi John Rayleigh'in araştırması, katı parçacıkların ışık saçılımının ana nedeni olmadığını gösterdi. Işığı renk bileşenlerine ayıran atmosferdeki gaz molekülleridir. Gökyüzündeki bir gaz parçacığına çarpan beyaz bir güneş ışığı ışını farklı yönlere dağılır (dağılır).
Bir gaz molekülüyle çarpıştığında beyaz ışığın yedi renk bileşeninin her biri saçılır. Aynı zamanda, daha uzun dalgalı ışık (turuncu ve sarıyı da içeren spektrumun kırmızı bileşeni), kısa dalgalı ışığa (spektrumun mavi bileşeni) göre daha az dağılır. Bu nedenle saçılma sonrasında havada kırmızı renklerden sekiz kat daha fazla mavi spektrum rengi kalır.
Menekşe rengi en kısa dalga boyuna sahip olmasına rağmen mor ve yeşil dalgaların karışımı nedeniyle gökyüzü hala mavi görünür. Ayrıca gözlerimiz her ikisinin de aynı parlaklıkta olması nedeniyle mavi rengi mordan daha iyi algılar. Gökyüzünün renk düzenini belirleyen de bu gerçeklerdir: Atmosfer tam anlamıyla mavi-mavi renkli ışınlarla doludur.
Peki gün batımı neden kırmızıdır?
Ancak gökyüzü her zaman mavi değildir. Doğal olarak şu soru ortaya çıkıyor: Eğer bütün gün mavi gökyüzü görüyorsak, gün batımı neden kırmızıdır? Yukarıda kırmızı rengin gaz molekülleri tarafından en az saçıldığını öğrenmiştik. Gün batımı sırasında Güneş ufka yaklaşır ve güneş ışınları, gündüz olduğu gibi dikey olarak değil, açılı olarak Dünya yüzeyine doğru yönlendirilir.
Dolayısıyla atmosferde kat ettiği yol, Güneş'in yüksekte olduğu günlere göre çok daha uzundur. Bu nedenle mavi-mavi spektrum, atmosferin kalın bir tabakası tarafından emilir ve Dünya'ya ulaşmaz. Ve kırmızı-sarı spektrumun daha uzun ışık dalgaları Dünya yüzeyine ulaşarak gökyüzünü ve bulutları gün batımına özgü kırmızı ve sarı renklere boyar.
Bulutlar neden beyazdır?
Bulutlar konusuna değinelim. Mavi gökyüzünde neden beyaz bulutlar var? Öncelikle nasıl oluştuklarını hatırlayalım. Yer yüzeyinde ısıtılan, görünmez buhar içeren nemli hava, üst kısımda hava basıncının daha az olması nedeniyle yükselir ve genişler. Hava genişledikçe soğur. Su buharı belirli bir sıcaklığa ulaştığında, atmosferdeki toz ve diğer askıdaki katı maddelerin etrafında yoğunlaşarak, küçük su damlacıklarının birleşerek bir bulut oluşturmasına neden olur.
Nispeten küçük boyutlarına rağmen su parçacıkları gaz moleküllerinden çok daha büyüktür. Ve eğer güneş ışınları hava molekülleriyle karşılaştığında dağılırsa, su damlacıklarıyla karşılaştıklarında ışık onlardan yansır. Bu durumda, başlangıçta beyaz olan güneş ışığı ışını rengini değiştirmez ve aynı zamanda bulutların moleküllerini beyaza "renklendirir".
Rüzgar güzel mavi gökyüzüne beyaz tüylü şeffaf bir pelerin fırlattığında, insanlar giderek daha sık yukarı bakmaya başlar. Aynı zamanda gümüş yağmur iplikleriyle büyük gri bir kürk manto da giyerse, etrafındakiler şemsiyelerin altında ondan saklanır. Kıyafet koyu mor ise herkes evde oturuyor ve güneşli mavi gökyüzünü görmek istiyor.
Ve ancak uzun zamandır beklenen, güneşin altın ışınlarıyla süslenmiş göz kamaştırıcı mavi bir elbise giyen güneşli mavi gökyüzü göründüğünde, insanlar sevinir ve gülümseyerek, güzel hava beklentisiyle evlerinden ayrılırlar.
Gökyüzünün neden mavi olduğu sorusu çok eski zamanlardan beri insan aklını endişelendirmiştir. Yunan efsaneleri cevabını buldu. Bu rengin kendisine en saf kaya kristali tarafından verildiğini iddia ettiler.
Leonardo da Vinci ve Goethe zamanında gökyüzünün neden mavi olduğu sorusuna da yanıt aradılar. Gökyüzünün mavi renginin ışığın karanlığın karışımıyla elde edildiğine inanıyorlardı. Ancak daha sonra bu teori savunulamaz olduğu gerekçesiyle reddedildi, çünkü bu renkleri birleştirerek yalnızca gri spektrumun tonlarını elde edebileceğiniz, ancak rengi elde edemeyeceğiniz ortaya çıktı.
Bir süre sonra gökyüzünün neden mavi olduğu sorusunun cevabı 18. yüzyılda Marriott, Bouguer ve Euler tarafından açıklanmaya çalışıldı. Bunun, havayı oluşturan parçacıkların doğal rengi olduğuna inanıyorlardı. Bu teori, özellikle sıvı oksijenin mavi ve sıvı ozonun mavi olduğu keşfedildiğinde, gelecek yüzyılın başında bile popülerdi.
Az çok mantıklı bir fikir ortaya atan ilk kişi Saussure'dü; eğer hava tamamen saf olsaydı, yabancı maddeler olmadan gökyüzünün siyah olacağını öne sürdü. Ancak atmosfer çeşitli unsurlar içerdiğinden (örneğin buhar veya su damlaları), rengi yansıtarak gökyüzüne istenilen gölgeyi verir.
Bundan sonra bilim adamları gerçeğe giderek yaklaşmaya başladı. Arago, gökyüzünden seken dağınık ışığın özelliklerinden biri olan kutuplaşmayı keşfetti. Fizik kesinlikle bu keşifte bilim adamına yardımcı oldu. Daha sonra diğer araştırmacılar bu sorunun cevabını aramaya başladı. Aynı zamanda gökyüzünün neden mavi olduğu sorusu bilim adamları için o kadar ilginçti ki, bunu bulmak için çok sayıda farklı deney yapıldı ve bu da mavi rengin ortaya çıkmasının ana nedeninin mavi olduğu fikrine yol açtı. Güneşimizin ışınları atmosfere dağılmış durumda.
Açıklama
Moleküler ışık saçılımına matematiksel temelli bir cevap üreten ilk kişi İngiliz araştırmacı Rayleigh'di. Işığın atmosferdeki yabancı maddeler nedeniyle değil, bizzat hava molekülleri nedeniyle dağıldığını varsaydı.
Güneş ışınları, gezegenin hava zarfı olarak adlandırılan atmosferi (kalın hava tabakası) aracılığıyla Dünya'ya ulaşır. Karanlık gökyüzü, tamamen şeffaf olmasına rağmen boş olmayan, nitrojen (%78) ve oksijen (%21) gibi gaz moleküllerinden ve ayrıca su damlacıklarından, buhardan, buz kristallerinden ve küçük parçacıklardan oluşan havayla doludur. katı madde parçaları (örneğin toz parçacıkları, kurum, kül, okyanus tuzu vb.).
Bazı ışınlar gaz molekülleri arasından serbestçe geçmeyi başarır, onları tamamen atlar ve bu nedenle gezegenimizin yüzeyine hiçbir değişiklik olmadan ulaşır, ancak çoğu ışın heyecanlanan, enerji alan ve çok renkli ışınları farklı yönlerde tamamen serbest bırakan gaz molekülleriyle çarpışır. gökyüzünü renklendirerek güneşli mavi gökyüzü görmemize neden oluyor.
Beyaz ışığın kendisi gökkuşağının tüm renklerinden oluşur ve çoğunlukla kendisini oluşturan parçalara ayrıldığında görülebilmektedir.
En kısa dalga boyuna sahip oldukları için spektrumun en kısa kısmı oldukları için mavi ve mor renkleri en çok hava molekülleri saçar.
Atmosferde mavi ve mor renkler az miktarda kırmızı, sarı ve yeşille karıştığında gökyüzü mavi “parlamaya” başlar.
Gezegenimizin atmosferi homojen değil, farklı olduğundan (Dünya yüzeyine yakın, yukarıdakinden daha yoğundur), farklı yapıya ve özelliklere sahip olduğundan, mavi tonları gözlemleyebiliriz. Gün batımından veya gün doğumundan önce, güneş ışınlarının uzunluğu önemli ölçüde arttığında, mavi ve mor renkler atmosfere dağılır ve kesinlikle gezegenimizin yüzeyine ulaşmaz. Bu dönemde gökyüzünde gözlemlediğimiz sarı-kırmızı dalgalar başarıyla ulaşıyor.
Geceleri güneş ışınları gezegenin belli bir noktasına ulaşamayınca oradaki atmosfer şeffaflaşıyor ve “siyah” uzayı görüyoruz. Atmosferin üstündeki astronotlar bunu tam olarak böyle görüyor. Astronotların şanslı olduğunu belirtmekte fayda var, çünkü dünya yüzeyinden 15 km'den fazla yüksekte olduklarında gün içinde Güneş'i ve yıldızları aynı anda gözlemleyebiliyorlar.
Diğer gezegenlerdeki gökyüzünün rengi
Uranüs'ün gökyüzü çok güzel bir deniz mavisi rengindedir. Atmosferi esas olarak helyum ve hidrojenden oluşur. Ayrıca kırmızıyı tamamen emip yeşil ve mavi renkleri dağıtan metan da içerir. Neptün'ün gökyüzü mavidir: Bu gezegenin atmosferinde bizimki kadar helyum ve hidrojen yoktur, ancak kırmızı ışığı nötralize eden çok fazla metan vardır.
Dünya'nın uydusu Ay'ın yanı sıra Merkür ve Plüton'da da atmosfer tamamen yoktur, bu nedenle ışık ışınları yansıtılmaz, dolayısıyla buradaki gökyüzü siyahtır ve yıldızlar kolayca ayırt edilebilir. Güneş ışınlarının mavi ve yeşil renkleri Venüs'ün atmosferi tarafından tamamen emilir ve Güneş ufka yaklaştığında gökyüzü sarı renkte olur.
Açık güneşli bir günde üzerimizdeki gökyüzü parlak mavi görünüyor. Akşamları gün batımı gökyüzünü kırmızı, pembe ve turuncuya boyar. Peki gökyüzü neden mavi ve gün batımını kırmızı yapan şey nedir?
Güneş ne renktir?
Elbette güneş sarıdır! Dünyanın bütün sakinleri cevap verecek ve Ay'ın sakinleri onlarla aynı fikirde olmayacak.
Güneş Dünya'dan sarı görünür. Fakat uzayda ya da Ay'da Güneş bize beyaz görünecektir. Uzayda güneş ışığını dağıtacak bir atmosfer yoktur.
Dünya'da güneş ışığının kısa dalga boylarından bazıları (mavi ve mor) saçılma yoluyla emilir. Spektrumun geri kalanı sarı görünür.
Ve uzayda gökyüzü mavi yerine karanlık veya siyah görünüyor. Bu durum atmosferin bulunmamasından kaynaklanmaktadır, dolayısıyla ışık hiçbir şekilde dağılmamaktadır.
Ama akşam güneşin rengini sorarsanız. Bazen cevap güneşin KIRMIZI olmasıdır. Ama neden?
Gün batımında güneş neden kırmızıdır?
Güneş gün batımına doğru ilerledikçe, güneş ışığının gözlemciye ulaşması için atmosferde daha fazla yol kat etmesi gerekir. Gözlerimize daha az doğrudan ışık ulaşır ve Güneş daha az parlak görünür.
Güneş ışığının daha uzun mesafeler kat etmesi gerektiğinden daha fazla saçılma meydana gelir. Güneş ışığı spektrumunun kırmızı kısmı havadan mavi kısma göre daha iyi geçer. Ve kırmızı bir güneş görüyoruz. Güneş ufka doğru ne kadar alçalırsa, onu gördüğümüz havadar “büyüteç” o kadar büyük ve o kadar kırmızı olur.
Aynı nedenden dolayı, Güneş bize gündüze göre çok daha büyük bir çapa sahip gibi görünür: Hava tabakası, yeryüzündeki bir gözlemci için bir büyüteç görevi görür.
Batan güneşin etrafındaki gökyüzü farklı renklere sahip olabilir. Gökyüzü çok sayıda küçük toz veya su parçacıkları içerdiğinde gökyüzü en güzel hâline gelir. Bu parçacıklar ışığı her yöne yansıtır. Bu durumda daha kısa ışık dalgaları saçılır. Gözlemci daha uzun dalga boylarındaki ışık ışınlarını görür, bu nedenle gökyüzü kırmızı, pembe veya turuncu görünür.
Görünür ışık uzayda dolaşabilen bir enerji türüdür. Güneşten veya akkor lambadan gelen ışık beyaz görünür, ancak gerçekte tüm renklerin bir karışımıdır. Beyazı oluşturan ana renkler kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, çivit ve mordur. Bu renkler sürekli olarak birbirine dönüşür, dolayısıyla ana renklerin yanı sıra çok sayıda farklı renk tonu da vardır. Tüm bu renkler ve tonlar, yüksek nem oranına sahip bir alanda ortaya çıkan gökkuşağı şeklinde gökyüzünde gözlemlenebilmektedir.
Gökyüzünün tamamını dolduran hava, çok küçük gaz molekülleri ile toz gibi küçük katı parçacıkların karışımıdır.
Uzaydan gelen güneş ışınları atmosferdeki gazların etkisiyle dağılmaya başlar ve bu işlem Rayleigh Saçılma Yasasına göre gerçekleşir. Işık atmosferde ilerledikçe optik spektrumun uzun dalga boylarının çoğu değişmeden geçer. Kırmızı, turuncu ve sarı renklerin yalnızca küçük bir kısmı havayla etkileşime girerek moleküllere ve toza çarpıyor.
Işık gaz molekülleriyle çarpıştığında ışık çeşitli yönlerde yansıtılabilir. Kırmızı ve turuncu gibi bazı renkler doğrudan havadan geçerek gözlemciye doğrudan ulaşır. Ancak mavi ışığın çoğu hava moleküllerinden her yöne yansır. Bu, mavi ışığı gökyüzüne dağıtır ve mavi görünmesini sağlar.
Bununla birlikte, daha kısa dalga boylarındaki ışığın çoğu gaz molekülleri tarafından emilir. Emildikten sonra mavi renk her yöne yayılır. Gökyüzünün her yerine dağılmış durumda. Hangi yöne bakarsanız bakın, bu dağınık mavi ışığın bir kısmı gözlemciye ulaşır. Mavi ışık başımızın her yerinde görülebildiğinden gökyüzü mavi görünür.
Ufka doğru bakarsanız gökyüzünün daha soluk bir tonu olacaktır. Bu, ışığın atmosferde gözlemciye ulaşmak için daha büyük bir mesafe kat etmesi sonucudur. Dağınık ışık atmosfer tarafından tekrar saçılır ve gözlemcinin gözüne daha az mavi ışık ulaşır. Bu nedenle ufka yakın gökyüzünün rengi daha soluk, hatta tamamen beyaz görünür.
Uzay neden siyahtır?
Uzayda hava yoktur. Işığın yansıtılabileceği hiçbir engel bulunmadığından ışık doğrudan yayılır. Işık ışınları dağınık değildir ve “gökyüzü” karanlık ve siyah görünür.
Atmosfer.
Atmosfer, Dünya'yı ince, çoğunlukla şeffaf bir kabuk şeklinde çevreleyen gazların ve diğer maddelerin bir karışımıdır. Atmosfer, Dünya'nın yerçekimi tarafından yerinde tutulur. Atmosferin ana bileşenleri azot (%78,09), oksijen (%20,95), argon (%0,93) ve karbondioksittir (%0,03). Atmosfer ayrıca az miktarda su (farklı yerlerde konsantrasyonu %0 ila %4 arasında değişir), katı parçacıklar, neon gazları, helyum, metan, hidrojen, kripton, ozon ve ksenon içerir. Atmosferi inceleyen bilime meteoroloji denir.
Nefes almamız için gereken oksijeni sağlayan bir atmosfer olmasaydı Dünya'da yaşam mümkün olmazdı. Ek olarak, atmosfer başka bir önemli işlevi daha yerine getirir - gezegendeki sıcaklığı eşitler. Eğer atmosfer olmasaydı, gezegenin bazı yerlerinde cızırtılı sıcaklıklar yaşanabilir, bazı yerlerde ise aşırı soğuk olabilir ve sıcaklık aralığı gece -170°C'den gündüz +120°C'ye kadar değişebilir. Atmosfer aynı zamanda bizi Güneş'ten ve uzaydan gelen zararlı radyasyona karşı da korur, onu emer ve dağıtır.
Atmosferin yapısı
Atmosfer farklı katmanlardan oluşur ve bu katmanlara bölünme sıcaklıklarına, moleküler bileşimlerine ve elektriksel özelliklerine göre gerçekleşir. Bu katmanların sınırları net olarak belirlenmemiştir; mevsimsel olarak değişirler ve ayrıca parametreleri farklı enlemlerde değişir.
Homosfer
- Troposfer, Stratosfer ve Mezopoz dahil olmak üzere alt 100 km.
- Atmosfer kütlesinin %99'unu oluşturur.
- Moleküller molekül ağırlığına göre ayrılmaz.
- Bazı küçük yerel anormallikler dışında bileşim oldukça homojendir. Homojenlik, sürekli karıştırma, türbülans ve türbülanslı difüzyonla sağlanır.
- Su, eşit olmayan şekilde dağılan iki bileşenden biridir. Su buharı yükseldikçe soğur ve yoğunlaşır, ardından yağış - kar ve yağmur - şeklinde yere geri döner. Stratosferin kendisi çok kurudur.
- Ozon dağılımı eşit olmayan başka bir moleküldür. (Stratosferdeki ozon tabakası hakkında aşağıyı okuyun.)
Heterosfer
- Homosferin üzerine uzanır ve Termosfer ve Ekzosferi içerir.
- Bu katmandaki moleküllerin ayrılması moleküler ağırlıklarına bağlıdır. Nitrojen ve oksijen gibi daha ağır moleküller katmanın alt kısmında yoğunlaşır. Heterosferin üst kısmında daha hafif olanlar, helyum ve hidrojen hakimdir.
Atmosferin elektriksel özelliklerine göre katmanlara bölünmesi.
Nötr atmosfer
- 100 km'nin altında.
İyonosfer
- Yaklaşık 100 km'nin üzerinde.
- Ultraviyole ışığın emilmesiyle üretilen elektrik yüklü parçacıkları (iyonları) içerir
- İyonlaşma derecesi rakımla birlikte değişir.
- Farklı katmanlar uzun ve kısa radyo dalgalarını yansıtır. Bu, düz bir çizgide ilerleyen radyo sinyallerinin dünyanın küresel yüzeyi etrafında bükülmesine olanak tanır.
- Auroralar bu atmosferik katmanlarda meydana gelir.
- Manyetosfer iyonosferin yaklaşık 70.000 km yüksekliğe kadar uzanan üst kısmıdır, bu yükseklik güneş rüzgârının şiddetine bağlıdır. Manyetosfer, bizi güneş rüzgârından gelen yüksek enerjili yüklü parçacıklardan, onları Dünya'nın manyetik alanında tutarak korur.
Atmosferin sıcaklıklarına bağlı olarak katmanlara bölünmesi
Üst kenar yüksekliği troposfer mevsimlere ve enleme bağlıdır. Dünya yüzeyinden ekvatorda yaklaşık 16 km yüksekliğe, Kuzey ve Güney Kutuplarında ise 9 km yüksekliğe kadar uzanır.
- "Tropo" öneki değişim anlamına gelir. Troposferin parametrelerindeki değişiklikler, hava koşulları nedeniyle, örneğin atmosferik cephelerin hareketi nedeniyle meydana gelir.
- Yükseklik arttıkça sıcaklık düşer. Isınan hava yükselir, soğur ve tekrar Dünya'ya düşer. Bu sürece konveksiyon denir, hava kütlelerinin hareketi sonucu oluşur. Bu katmandaki rüzgarlar ağırlıklı olarak dikey olarak eser.
- Bu katman diğer tüm katmanların toplamından daha fazla molekül içerir.
Stratosfer- Yaklaşık 11 km'den 50 km yüksekliğe kadar uzanır.
- Çok ince bir hava tabakası vardır.
- "Strato" öneki katmanları veya katmanlara bölünmeyi ifade eder.
- Stratosferin alt kısmı oldukça sakindir. Troposferdeki kötü hava koşullarını önlemek için jet uçakları sıklıkla alt stratosfere uçar.
- Stratosferin tepesinde yüksek irtifa jet akımları olarak bilinen kuvvetli rüzgarlar vardır. Yatay olarak 480 km/saat'e varan hızlarda esiyorlar.
- Stratosfer, yaklaşık 12 ila 50 km yükseklikte (enleme bağlı olarak) yer alan "ozon tabakasını" içerir. Bu katmandaki ozon konsantrasyonu sadece 8 ml/m 3 olmasına rağmen, güneşten gelen zararlı ultraviyole ışınları absorbe etmede ve böylece dünyadaki yaşamı korumada oldukça etkilidir. Ozon molekülü üç oksijen atomundan oluşur. Soluduğumuz oksijen molekülleri iki oksijen atomu içerir.
- Stratosfer çok soğuktur; tabanda sıcaklık yaklaşık -55°C'dir ve yükseklikle birlikte artar. Sıcaklıktaki artış, ultraviyole ışınlarının oksijen ve ozon tarafından emilmesinden kaynaklanmaktadır.
Mezosfer- Yaklaşık 100 km yüksekliğe kadar uzanır.
İnsanın en önemli özelliklerinden biri meraktır. Muhtemelen herkes çocukken gökyüzüne baktı ve merak etti: "Gökyüzü neden mavi?" Görünen o ki, bu kadar basit soruların cevapları fizik alanında bir miktar bilgi birikimi gerektiriyor ve bu nedenle her ebeveyn bu olgunun nedenini çocuklarına doğru bir şekilde açıklayamayacaktır.
Bu konuyu bilimsel açıdan ele alalım.
Elektromanyetik radyasyonun dalga boyu aralığı, insanlar tarafından görülebilen radyasyonu da içeren, elektromanyetik radyasyonun neredeyse tüm spektrumunu kapsar. Aşağıdaki resim güneş radyasyonunun yoğunluğunun bu radyasyonun dalga boyuna bağımlılığını göstermektedir.
Bu görüntüyü analiz ettiğimizde, görünür radyasyonun, farklı dalga boylarındaki radyasyon için eşit olmayan yoğunlukla da temsil edildiğine dikkat çekebiliriz. Böylece mor renk, görünür radyasyona nispeten küçük bir katkı sağlarken, en büyük katkıyı mavi ve yeşil renkler sağlar.
Gökyüzü neden mavi?
Öncelikle bu soru havanın renksiz bir gaz olması ve mavi ışık yaymaması gerektiği gerçeğinden kaynaklanmaktadır. Açıkçası, bu tür radyasyonun nedeni yıldızımızdır.
Bildiğiniz gibi beyaz ışık aslında görünür spektrumun tüm renklerinden gelen radyasyonun birleşimidir. Bir prizma kullanılarak ışık net bir şekilde tüm renklere ayrılabilir. Benzer bir etki yağmurdan sonra gökyüzünde de meydana gelir ve gökkuşağı oluşur. Güneş ışığı dünya atmosferine girdiğinde dağılmaya başlar; radyasyonun yönü değişir. Bununla birlikte, havanın bileşiminin özelliği, ışık içine girdiğinde, kısa dalga boyuna sahip radyasyonun, uzun dalga radyasyonuna göre daha güçlü bir şekilde dağılmasıdır. Böylece, daha önce gösterilen spektrumu hesaba katarak, kırmızı ve turuncu ışığın havadan geçerken pratikte yörüngelerini değiştirmeyeceğini, mor ve mavi radyasyonun ise yönlerini gözle görülür şekilde değiştireceğini görebilirsiniz. Bu nedenle havada, bu ortamda sürekli olarak dağılan, "dolaşan" kısa dalgalı bir ışık belirir. Tanımlanan olay sonucunda, görünür spektrumdaki (mor, camgöbeği, mavi) kısa dalga radyasyonun gökyüzünün her noktasından yayıldığı görülmektedir.
Radyasyon algısının bilinen gerçeği, insan gözünün radyasyonu ancak göze doğrudan girmesi durumunda yakalayabilmesi, görebilmesi ve görebilmesidir. Daha sonra gökyüzüne baktığınızda, havada en iyi şekilde dağılan şey olduğundan, dalga boyu en kısa olan görünür radyasyonun tonlarını büyük olasılıkla göreceksiniz.
Güneşe baktığınızda neden açıkça kırmızı bir renk görmüyorsunuz? Birincisi, yoğun radyasyon görme organına zarar verebileceğinden, bir kişinin Güneş'i dikkatlice incelemesi pek mümkün değildir. İkincisi, ışığın havada saçılması gibi bir olay olmasına rağmen, Güneş'ten yayılan ışığın büyük bir kısmı dağılmadan Dünya yüzeyine ulaşmaktadır. Bu nedenle, görünür radyasyon spektrumunun tüm renkleri bir araya getirilerek daha belirgin bir beyaz renge sahip ışık oluşturulur.
Renginin daha önce belirlediğimiz gibi en kısa dalga boyuna sahip olması gereken havanın saçtığı ışığa dönelim. Görünür radyasyon arasında mor en kısa dalga boyuna sahiptir, onu mavi takip eder ve mavi biraz daha uzun bir dalga boyuna sahiptir. Güneş radyasyonunun eşit olmayan yoğunluğu dikkate alındığında menekşe renginin katkısının ihmal edilebilir olduğu ortaya çıkıyor. Bu nedenle havanın saçtığı radyasyona en büyük katkı maviden gelir ve bunu mavi takip eder.
Gün batımı neden kırmızıdır?
Güneş'in ufkun arkasına saklanması durumunda, kırmızı-turuncu renkli aynı uzun dalga radyasyonunu gözlemleyebiliriz. Bu durumda Güneş'ten gelen ışığın, gözlemcinin gözüne ulaşmadan önce Dünya atmosferinde gözle görülür derecede daha büyük bir mesafe kat etmesi gerekir. Güneş ışınlarının atmosferle etkileşime girmeye başladığı noktada mavi ve mavi renkler en çok belirgindir. Ancak mesafe arttıkça kısa dalga radyasyonu, yol boyunca önemli ölçüde dağıldığı için yoğunluğunu kaybeder. Uzun dalga radyasyonu ise bu kadar uzun mesafeleri kat etme konusunda mükemmel bir iş çıkarıyor. Güneşin günbatımında kırmızı olmasının nedeni budur.
Daha önce de belirtildiği gibi, uzun dalga radyasyonu havada zayıf bir şekilde dağılsa da saçılma hala devam etmektedir. Bu nedenle, ufukta bulunan Güneş, gözlemciye yalnızca kırmızı-turuncu tonlardaki radyasyonun ulaştığı, atmosferde dağılması için biraz zamanı olan ve daha önce bahsedilen "gezgin" ışığı oluşturan ışık yayar. İkincisi gökyüzünü kırmızı ve turuncunun alacalı tonlarında renklendiriyor.
Bulutlar neden beyazdır?
Bulutlardan bahsetmişken, bunların, radyasyonun dalga boyuna bakılmaksızın görünür ışığı neredeyse eşit şekilde dağıtan mikroskobik sıvı damlacıklarından oluştuğunu biliyoruz. Daha sonra damlacıktan her yöne yönlendirilen saçılan ışık tekrar diğer damlacıklara saçılır. Bu durumda, tüm dalga boylarındaki radyasyonun kombinasyonu korunur ve bulutlar beyaz renkte "parlar" (yansıtır).
Hava bulutluysa, Dünya yüzeyine çok az güneş radyasyonu ulaşır. Büyük veya çok sayıda bulut olması durumunda güneş ışığının bir kısmı emilir ve gökyüzünün kararmasına ve gri bir renk almasına neden olur.