Ουρανος και σκεδαση φωτος (Α)
Ο ουρανός και η σκέδαση του φωτός (Α)
Αύριο γιορτάζονται τα Φωτα, το φως του Ουρανού, του καθάριου γαλανού ουρανού.
Οπότε, νομίζω πως η ανάρτηση αυτού του άρθρου είναι η καταλληλότερη.
Σε προηγούμενη ανάρτηση αναφερθήκαμε στο χρώμα του ουρανού και είπαμε πως το γαλανό χρώμα του ημερήσιου ουρανού οφείλεται στην σκέδαση του φωτός.
Τι είναι όμως η σκέδαση;
Σκέδαση καλείται το φαινόμενο κατά το οποίο μια φωτεινή ακτίνα μεταβάλλει την διεύθυνση της κίνησής της όταν προσπίπτει πάνω σε κάποιο υλικό σωματίδιο ή διέρχεται από αυτό. Με άλλα λόγια σκέδαση είναι ο διασκορπισμός των φωτεινών ακτίνων που προσκρούουν σε μικροσκοπικά σωματίδια.
Όταν οι ηλιακές ακτίνες φτάνουν στην ατμόσφαιρα της γης, πέφτουν πάνω στη σκόνη και στα σταγονίδια νερού που αιωρούνται στον αέρα και στην ατμόσφαιρα, τα οποία τις διασκορπίζουν με τις πολλές ανακλάσεις που προκαλούν.
Τα διάφορα μήκη κύματος σκεδάζονται σε διαφορετικούς βαθμούς από την γήινη ατμόσφαιρα, αλλά αυτό που κυριαρχεί είναι το μπλε. Αυτό συμβαίνει κατά την μεγαλύτερη διάρκεια της ημέρας, γιατί η γωνία πρόσκρουσης του φωτός στην ατμόσφαιρα είναι τέτοια που επιτρέπει την εμφάνιση ακτινοβολιών μικρού κύματος. Γι’ αυτό ο ουρανός φαίνεται γαλάζιος όταν δεν έχει σύννεφα. Για να γίνει όμως ορατό το μπλε φως που προκύπτει από μια τέτοια λειτουργία, πρέπει πίσω από αυτό να βρίσκεται ένα σκουρόχρωμο φόντο. Στην περίπτωση του ουρανού είναι το αχανές διάστημα που απλώνεται κατάμαυρο πέρα από την ατμόσφαιρα της γης.
Αν θέλουμε να κατανοήσουμε καλύτερα τον σκεδασμό του φωτός, δεν έχουμε παρά να κάνουμε ένα μικρό πείραμα. Θα πάρουμε ένα διαφανές ποτήρι γεμάτο νερό. Μέσα στο νερό θα στάξουμε λίγες σταγόνες γάλα. Στη συνέχεια με ένα φακό θα φωτίσουμε το ποτήρι και τότε θα δούμε τα σωματίδια του γάλακτος που αιωρούνται στο νερό, να σκεδάζουν ένα γαλαζωπό φως, δίνοντας στο ποτήρι μια γαλαζωπή απόχρωση, η οποία θα φαίνεται εντονότερη εάν φροντίσουμε πίσω από το ποτήρι να υπάρχει κάποιο μαύρο φόντο.
Αφού κατανοήσαμε τον σκεδασμό, στον οποίο οφείλει το γαλάζιο χρώμα του ο ουρανός (και κατ’ επέκταση το μπλε χρώμα της η θάλασσα, η οποία αντανακλά το χρώμα του ουρανού), ας δούμε τι είναι αυτά τα σωματίδια που σκεδάζουν το φως; Γιατί γκριζάρει ο ουρανός στις περιοχές με μολυσμένη ατμόσφαιρα;
Η ατμόσφαιρα της γης, σε ένα ύψος μέχρι περίπου 80 χιλιόμετρα από την επιφάνειά της, περιέχει μόρια οξυγόνου, διοξειδίου του άνθρακος, νερού, νιτρογόνου, όζοντος, ιχνοστοιχεία και σκόνη.
Η διάμετρος των σωματιδίων αυτών είναι παραπλήσια με το μήκος κύματος των μικρών ακτινοβολιών του φάσματος, τις οποίες απορροφούν και ξανακτινοβολούν, σκορπίζοντάς τες προς κάθε κατεύθυνση. Αυτό το διασκορπισμένο φως παρέχει το χρώμα του στον ουρανό.
Το εξασθενημένο γαλάζιο χρώμα του ουρανού, που βλέπουμε πάνω από τις πόλεις και το οποίο εξασθενεί περισσότερο πάνω από τις πυκνοκατοικημένες περιοχές, οφείλεται στο ότι η ατμόσφαιρα σε εκείνα τα σημεία αποτελείται από μόρια διαφόρων μεγεθών, τα οποία σκεδάζουν το φως σε διαφορετικά μήκη κύματος (δηλαδή σε διάφορες χρωματικές ακτινοβολίες). Αυτές αναμιγνύονται μεταξύ τους και σύμφωνα με την διαδικασία της προσθετικής μίξης χρωματικών ακτινοβολιών, εμφανίζουν ένα λευκό φως, το οποίο κάνει το πίσω από αυτό γαλανό τ’ ουρανού να φαίνεται πιο ασπρισμένο, ξεθωριασμένο.
Σε περιοχές με βεβαρημένη από μόλυνση ατμόσφαιρα, τα αρκετά μεγαλύτερα και βαρύτερα σωματίδια αιωρούνται σε χαμηλότερα ατμοσφαι- ρικά σώματα προσδίδοντας στον ουρανό μια γκριζοφαιά απόχρωση.
admin is | Topic: Ηλεκτρομαγνητικό φάσμα και Φως, μπλε, Φύση και χρώματα | Tags: None
No Comments, Comment or Ping
Reply to “Ουρανος και σκεδαση φωτος (Α)”