Kenapa langit biru?

Cahaya sebagai gelombang elektromagnet

Cahaya yang datang daripada Matahari hanyalah gelombang elektromagnet . Sinaran elektromagnet adalah salah satu cara tenaga disebarkan melalui ruang angkasa. Jika gelombang elektromagnet disusun mengikut parameter cirinya, contohnya frekuensi, panjang, dsb., kita memperoleh spektrum. Spektrum elektromagnet mewakili semua jenis sinaran yang wujud di alam semesta. Cahaya yang boleh dilihat (julat dari 380 nm hingga 780 nm) hanyalah sebahagian kecil daripada keseluruhan spektrum elektromagnet, iaitu bahagian yang dapat kita lihat. Ia berkelakuan seperti gelombang, dan sebagai aliran zarah. Fenomena ini dipanggil dualiti gelombang-zarah. Cahaya putih dicipta dengan menggabungkan beberapa warna ringkas, dipanggil warna primer. Mereka kelihatan, sebagai contoh, sebagai pelangi (cahaya putih tersebar dalam titisan air). Dalam spektrum elektromagnet yang sepadan dengan cahaya putih, cahaya merah mempunyai panjang gelombang terpanjang, dan cahaya ungu mempunyai yang terpendek.

Mengapa kita melihat warna tertentu?

Setiap julat spektrum cahaya putih mempunyai warna khusus yang ditetapkan. Sinaran sedemikian yang jatuh pada objek tertentu akan diserap atau dipantulkan olehnya. Sebagai contoh, daun yang menerima cahaya menyerapnya, kecuali panjang gelombang hijau. Serpihan spektrum yang tidak diserap bertaburan ke semua arah. Sebahagian daripada sinaran ini akan sampai ke mata dan otak akan "memberitahu" bahawa daun itu berwarna hijau. Kami memerhati warna lain dengan cara yang sama, contohnya merah strawberi. Baca lebih lanjut di sini .

Rayleigh menghambur

Melihat ke langit, kita sebenarnya sedang memerhatikan bahagian atmosfera yang kelihatan dari permukaan Bumi. Gelombang cahaya yang datang dari Matahari tidak bergerak dalam garis lurus. Ia menghadapi beberapa halangan dalam perjalanannya. Ini adalah banyak molekul (terutamanya nitrogen dan oksigen), habuk, titisan air dan hablur ais yang terampai di udara. Mereka menyebabkan penyebaran cahaya yang boleh dilihat, pantulan atau penyerapannya. Agar sinaran sampai ke Bumi, ia mesti melepasi semua halangan ini. Ternyata apabila ia jatuh pada zarah yang terampai di atmosfera, cahaya bertaburan, dan dari keseluruhan spektrum, warna biru adalah yang paling terjejas. Kesan ini dipanggil penyebaran Rayleigh dan bertanggungjawab untuk warna biru langit. Pada tahun 1899, John Rayleigh membuktikan bahawa keamatan cahaya yang tersebar adalah berkadar songsang dengan kuasa keempat panjang gelombang. Ini bermakna cahaya biru (yang kita lihat di langit) adalah empat kali lebih bertaburan daripada cahaya merah kerana ia mempunyai panjang gelombang yang lebih pendek dalam spektrum cahaya putih. Walau bagaimanapun, panjang gelombang yang sepadan dengan warna ungu adalah lebih pendek, jadi langit harus berwarna ungu. Kenapa tidak begitu? Salah satu sebab fenomena ini ialah keamatan sinaran ungu yang sampai ke Bumi adalah jauh lebih rendah. Di samping itu, mata kita beberapa ratus kali kurang sensitif kepada cahaya ungu berbanding biru.

Warna langit yang lain

Cara kita melihat langit disebabkan oleh fenomena hamburan Rayleigh, yang menyatakan bahawa panjang gelombang pendek, bertanggungjawab untuk warna biru, adalah lebih kuat berselerak daripada panjang gelombang panjang. Namun, warna langit berubah pada siang hari. Langit biru hanya diperhatikan selama beberapa jam pada sebelah petang. Mengapa ia berubah semasa matahari terbit dan terbenam? Mengapa apabila matahari terbenam, warna langit berubah dari biru, melalui kuning, dan akhirnya menjadi merah pekat? Ini berkaitan dengan laluan yang mesti dilalui oleh sinaran matahari untuk sampai ke Bumi. Semakin rendah Matahari bersinar di bilik kebal syurga, semakin jauh jarak ini. Cahaya putih, oleh itu, jatuh pada sudut yang kecil dan panjang gelombang yang lebih pendek, iaitu yang diberikan kepada warna ungu dan biru, tersebar terlalu banyak dan tidak sampai ke mata pemerhati. Hanya warna ciri panjang gelombang panjang, iaitu kuning dan merah, kelihatan. Mereka menyebabkan warna ciri langit pada waktu matahari terbenam. Sebagai rasa ingin tahu, perlu disebutkan bahawa formula yang dicadangkan oleh Rayleigh merujuk kepada penyebaran pada zarah-zarah kecil terampai di atmosfera. Ia tidak berkaitan dengan contohnya titisan air atau hablur ais. Penyebaran pada spesies yang lebih besar dijelaskan oleh penyelesaian Mie, yang diterangkan pada tahun 1908. Ia mengatakan bahawa cahaya putih yang jatuh, contohnya, awan, yang terdiri daripada zarah air dan ais, bertaburan sama, tanpa mengira panjang gelombang. Akibatnya, awan kelihatan putih. Baca juga:bagaimana kita menerangkan warna ?