Astronomi

Rayleigh-effekt och Mie-effekt

Rayleigh-effekt och Mie-effekt

Varför är himlen blå? Varför en vacker rödaktig solnedgång? Och en grå dag? Svaret ligger i spridningen av ljus och Rayleigh- och Mie-effekterna.

Solljus är en elektromagnetisk strålning som består av olika våglängder. Vårt öga fångar bara den del av ljuset som motsvarar vissa våglängdsfrekvenser. Vitt ljus är summan av alla våglängder som vi uppfattar.

Varje färg är en unik våglängd. De följer regnbågens ordning: färgen röd har den längsta våglängden och den violetta kortast. Ljusspridningen är dess nedbrytning i färger. Våglängderna tar olika vinklar och färgerna separeras. Ju längre våglängd, desto större är vinkeln.

När solljus kommer i kontakt med atmosfären sprids det. Vår atmosfär bildas av små partiklar, och fuktighetsgraden gynnar den större spridningen av vissa färger jämfört med andra.

Rayleigh-effekt

Ljus är en form av strålning, det vill säga energi. När man kolliderar med små partiklar i atmosfären ger Rayleigh-effekten. En del av energin överförs till dessa partiklar, som vibrerar och sprider ljuset i alla riktningar. Det är därför ljuset fyller hela himlen.

Utanför atmosfären är himlen mörk, även om solljuset kommer. Korta vågor är de som har den största diffusionen. Det vill säga violer och blues. Eftersom vitt ljus innehåller mer blått ljus än violett dominerar blått. Dessutom är vårt öga mer mottagligt för blått. Vi ser den gula solen eftersom vi redan har subtraherat den blå färgen till den vita. Och när det är högt råder gult över rött eftersom dess våglängd är kortare.

Mie spridning

I skymningen och solnedgången är solen låg. Vågorna reser en längre väg genom atmosfären. Så de med kort våglängd går förlorade och de med lång våg rådar. Därför sprider sig rödaktiga färger. Det påverkar också mängden damm som ackumuleras i atmosfären.

Mie-effekten uppstår när ljus kolliderar med stora partiklar eller molekyler. Partiklarna absorberar en del av ljuset och reflekterar resten, som små speglar. Här beror färgen på partikelns sammansättning. När stämningen är väldigt laddad och molnen är tjocka, accentueras Mie-effekten och gynnar grå färger.

Mie-effekten dominerar atmosfären i Mars. Himlen är inte blå utan en röd och gul bly. Carl Sagan beskriver pressens besvikelse när de visade de första bilderna av himlen från Mars. Ingenting som kan jämföras med vår vackra blå himmel.

◄ FöregåendeNästa ►
SträngteoriTidens pil

Video: Warum ist der Himmel blau? Oder rot? Gehe auf & werde #EinserSchüler (Juli 2020).