fargen på en sky avhenger hovedsakelig av fargen på lyset den mottar. Jordens naturlige kilde til lys er solen som gir hvitt lys. Hvitt lys kombinerer alle fargene i ‘synlig spektrum’, som er utvalget av farger vi kan se.
hver farge i det synlige spektret representerer elektromagnetiske bølger av ulik lengde. Fargene endres når bølgelengden øker fra fiolett til indigo til blå, grønn, gul, oransje, rød og dyp rød.
Når en lysbølges lengde øker, reduseres energien. Dette betyr at lysbølgene som utgjør fioler, indigo og blå har høyere energinivå enn de gule, oransje og røde.
en måte å se fargene på sollys er ved bruk av et prisme. Lysets hastighet avtar litt når den beveger seg inn i prismen, noe som får den til å bøye seg litt. Dette kalles brytning. Graden av brytning varierer med energinivået hver bølge.
de laveste energilysbølgene bryter minst, mens de høyeste energibølgene viser størst brytning. Sluttresultatet er en spredning av lys i en regnbue av farger.
Regnbuer er delvis et resultat av sollysbrytning gjennom en regndråpe, som virker som et prisme.
så, hvis sollyset er hvitt, hvorfor er himmelen blå?
atomene og molekylene som utgjør gasser i atmosfæren er mye mindre enn bølgelengdene av lys som sendes ut av solen.
når lysbølger kommer inn i atmosfæren, begynner de å spre seg i alle retninger ved kollisjoner med atomer og molekyler. Dette kalles Rayleigh-spredning, oppkalt Etter Lord Rayleigh.
fargen på himmelen er et resultat av spredning AV alle bølgelengder. Likevel er denne spredningen ikke i like stor del, men tungt vektet mot de kortere bølgelengder.
når sollys kommer inn i atmosfæren, sprer mye av de fiolette lysbølgene seg først, men veldig høyt i atmosfæren og derfor ikke lett sett. Indigo farge lysbølger scatter neste og kan sees fra store høyder som jetfly flyr på normale cruising høyder.
deretter sprer blå lysbølger med en hastighet omtrent fire ganger sterkere enn røde lysbølger. Volumet av spredning av de kortere blå lysbølgene (med ytterligere spredning av fiolett og indigo) dominerer spredning av de gjenværende fargebølgelengder. Derfor oppfatter vi den blå fargen på himmelen.
hvis himmelen er blå, hvorfor er skyene hvite?
I Motsetning Til Rayleigh-spredning, hvor lysbølgene er mye mindre enn gassene i atmosfæren, er de enkelte vanndråpene som utgjør en sky av samme størrelse som bølgelengden til sollys. Når dråpene og lysbølgene er av samme størrelse, oppstår en annen spredning, kalt ‘ Mie ‘ – spredning.
mie-spredning skiller ikke individuelle bølgelengde farger og sprer DERFOR alle bølgelengde farger det samme. Resultatet er like spredt ‘hvitt’ lys fra solen, og derfor ser vi hvite skyer.
likevel ser skyene ikke alltid hvite ut fordi dis og støv i atmosfæren kan få dem til å virke gule, oransje eller røde. Og som skyer tykkere, sollys passerer gjennom skyen vil avta eller bli blokkert, noe som gir skyen en grå farge. Hvis det ikke er direkte sollys som rammer skyen, kan det gjenspeile himmelens farge og virke blåaktig.
Rayleigh Og Mie
noen av de mest pittoreske skyene oppstår nær soloppgang og solnedgang når de kan vises i strålende gule, appelsiner og røde. Fargene kommer fra En kombinasjon Av Rayleigh og Mie-spredning.
når lys passerer gjennom atmosfæren, er de fleste av de kortere blå bølgelengdene spredt, slik at de fleste lengre bølger fortsetter. Derfor endres den dominerende fargen på sollys til disse lengre bølgelengder.
når lys kommer inn i atmosfæren, brytes det også med den største bøyningen i sin vei nær jordens overflate der atmosfæren er mest tett. Dette fører til at lysets vei gjennom atmosfæren forlenges, noe som muliggjør Mer Rayleigh-spredning.
når lyset fortsetter å bevege seg gjennom atmosfæren, blir gule bølgelengder spredt og etterlater oransje bølgelengder. Videre spredning av oransje bølgelengder etterlater rødt som den dominerende fargen på sollys.
derfor, nær soloppgang og solnedgang, er en skyens farge den sollysfargen den mottar etter Rayleigh-spredning. Vi ser at sollysets farge på Grunn Av mei-spredning som sprer alle gjenværende bølgelengdefarger likt.
Fargen På Persepsjon
noen ganger, under direkte sollys, vil skyer vises grå eller mørk grå mot en blå himmel eller større bakteppe av hvite skyer. Det er vanligvis to grunner til denne effekten.
- skyene kan være halvtransparente, noe som gjør at den blå himmelen kan sees gjennom skyen. Dermed gir det et mørkere utseende.
- en mer vanlig årsak er kontrasten mellom bakgrunnen (blå himmel eller flere skyer) og forgrunnsskyen overvelder vår visjon. I hovedsak blir øynene våre lurt med vår oppfatning av forgrunnsskyer som vises mørke i forhold til bakgrunnens overveldende lysstyrke.
denne sistnevnte grunnen er hvorfor solflekker ser mørke ut. Lysstyrken på solen er basert på temperatur og en solflekk temperatur er lavere enn den omkringliggende overflaten av solen.
I Forhold til solens overflate virker solflekker ganske mørke. Men hvis solflekker ble isolert fra den omkringliggende lysstyrken, ville de fortsatt være for lyse til å se på med det ubeskyttede øyet. Kontrasten i lysstyrke mellom de to er det som forårsaker solflekker vises mørke.