Γιατί ο ουρανός είναι γαλάζιος

white-clouds-and-blue-sky_1600x1200_78556-unsourced

Όλοι έχουμε αναρωτηθεί γιατί σε μία καθαρή ηλιόλουστη μέρα ο ουρανός από πάνω μας, μας φαίνεται γαλάζιος. Η απάντηση βρίσκεται στην επίδραση που έχουν τα μόρια των αερίων που αποτελούν την ατμόσφαιρα του πλανήτη μας πάνω στο φως που φτάνει από τον ήλιο.

Ατμόσφαιρα

Όπως είναι γνωστό η ατμόσφαιρα είναι ένα μίγμα από διάφορα αέρια που περιβάλλει τον πλανήτη και αποτελείται κυρίως από τα αέρια άζωτο 78%, οξυγόνο 21%. Το αέριο αργό , διοξείδιο του άνθρακα και νερό (σε μορφή υδρατμών, σταγόνων και κρυστάλλων) είναι τα αμέσως επόμενα σε πιο μικρές ποσότητες. Υπάρχουν επίσης μικρά σωματίδια όπως σκόνη, στάχτη, γύρη και αλάτι από τη θάλασσα.

Φως

Το φως είναι ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία η οποία είναι υπεύθυνη για την αίσθηση της όρασης. Χάρη σε αυτό το κομμάτι του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος το οποίο είναι το μοναδικό που μπορεί να ανιχνεύσει το ανθρώπινο μάτι, είμαστε ικανοί να διακρίνουμε τον κόσμο γύρω μας.

Το φως καθώς φεύγει από τη πηγή του όπως παράδειγμα από τον ήλιο μπορεί να μας φαίνεται άσπρο, στην πραγματικότητα αποτελείται από διάφορα χρώματα τα οποία έχουν διαφορετικά μήκη κύματος, συχνότητες και ενέργειες. Μπορούμε να δούμε τα διαφορετικά χρώματα του φάσματος από το διαχωρισμό του φωτός μέσω ενός πρίσματος.

Όλοι έχουν την εμπειρία του διαχωρισμού του φωτός στα διαφορετικά του χρώματα μέσω του ουράνιου τόξου. Στο ένα άκρο του φάσματος είναι το κόκκινα και τα πορτοκαλιά. Μετά περνάμε από το κίτρινο στο πράσινο, μπλε μέχρι το βιολετί το οποίο βρίσκεται στο άλλο άκρο του φάσματος. Το βιολετί έχει το μικρότερο μήκος κύματος και τη μεγαλύτερη συχνότητα και ενέργεια στο ορατό φάσμα ενώ το κόκκινο έχει το μεγαλύτερο μήκος κύματος και τη μικρότερη συχνότητα και ενέργεια.

Το φώς μέσω του αέρα

Το φως ταξιδεύει σε ευθεία γραμμή στο χώρο μέχρι να κτυπήσει πάνω σε κάτι. Όταν το φώς εισέλθει στην ατμόσφαιρα της Γης συνεχίζει σε ευθεία γραμμή μέχρι να κτυπήσει πάνω σε μόρια αερίων, σωματίδια σκόνης ή σωματίδια του νερού. Το αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας εξαρτάται απο το μήκος κύματος του φωτός και το μέγεθος του αντικειμένου που κτυπά.

Τα σωματίδια σκόνης και οι σταγόνες του νερού είναι μεγαλύτερα από το μήκος κύματος του ορατού φωτός έτσι όταν το φως τα κτυπήσει ανακλάται σε διάφορες κατευθύνσεις. Τα διάφορα χρώματα του ορατού φωτός ανακλώνται όλα με τον ίδιο τρόπο από τα σωματίδια. Το ανακλώμενο φως φαίνεται άσπρο διότι περιλαμβάνει όλα τα χρώματα.

Τα μόρια των αερίων είναι μικρότερα από το μήκος κύματος του ορατού φωτός. Όταν το φως τα κτυπήσει το αποτέλεσμα είναι διαφορετικό από τα σωματίδια σκόνης και νερού. Όταν το φως κτυπήσει ένα μόριο αερίου ένα μέρος του μπορεί να απορροφηθεί από το μόριο και μετά από λίγο το μόριο εκπέμπει ή εκλύει το φως σε διαφορετική κατεύθυνση. Το χρώμα το οποίο εκπέμπεται από το μόριο είναι το ίδιο το οποίο είχε απορροφηθεί αρχικά. Τα διάφορα χρώματα που αποτελούν το ορατό φως επηρεάζονται διαφορετικά από τα μόρια των αερίων, και παρόλο που όλα τα χρώματα μπορούν να απορροφηθούν, αυτά με τη μεγαλύτερη συχνότητα (μπλε) απορροφώνται πιο συχνά από αυτά με τη μικρότερη συχνότητα (κόκκινα). Αυτή η διαδικασία ονομάζεται διασκόρπιση Rayleigh.

bluesky.en

Το γαλάζιο χρώμα του ουρανού οφείλεται στη διασκόρπιση Rayleigh. Καθώς το φως κινείται στην ατμόσφαιρα τα περισσότερα από τα χρώματα με τη μικρότερη συχνότητα συνεχίζουν την πορεία τους χωρίς να επηρεαστούν από τα μόρια των αερίων.

Όμως μεγάλο μέρος των χρωμάτων με μεγαλύτερη συχνότητα απορροφάται από τα μόρια του αέρα. Έτσι το γαλάζιο (σύνθεση μπλε και πράσινου) που ανήκει στα χρώματα με μεγαλύτερη συχνότητα εκπέμπεται σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Διασκορπίζεται σε όλο τον ουρανό. Σε όποια κατεύθυνση και να κοιτάξετε ένα μέρος από αυτό το διασκορπισμένο γαλάζιο φως θα φτάσει σε εσάς. Καθότι βλέπετε το γαλάζιο φως να φτάνει σε εσάς από παντού στον ουρανό ο ουρανός μας φαίνεται γαλάζιος.

ΑΝΔΡΕΑΣ ΓΡΗΓΟΡΙΟΥ

Παιδί της επιστήμης και της τεχνολογίας, παρέα με ένα γάτο κοιτάζει το σύμπαν και θέτει ερωτήσεις

You may also like...

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *