Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning 12 frågor/svar hittade Ljud-Ljus-Vågor [20669] Ursprunglig fråga: varför är inte himmelen lila? om det är rött ljus när det är morgon/kväll för solens strålat studsar mot olika molekyler, så borde ju teoretiskt sätt himmelen vara lila mitt på dagen eftersom då är det mindre antal molekyler som ljuset studsas på och enligt ljusspektrumet är lila den kraftfullaste färgen innan det blir vitt ljus. Solen ser ju vit ut mitt på dan så då borde ju himmelen vara lila eller iallafall ha en lila "gloria" runt sig. Svar: Låt oss börja med att reda ut vad lila är. Wikipedia säger: Lila färger ligger mellan rött och blått. Andra ord för samma färgområde är violett och gredelin. (Lila ) För en fysiker är denna definition förvirrande. "ligger mellan rött och blått". Mellan i vilken dimension? Det naturliga vore våglängd, men det är ju inte alls fallet, se nedanstående figur från Color#Spectral_colors . Lila (eller violett) är ju de kortaste våglängder som ögat kan uppfatta, se figuren i fråga 14998 . Lila ligger ju intill det icke synliga ultraviolett (Ultraviolett_strålning ). Om man i stället uttrycker det som att lila är en blandning av blått och rött så blir det mer förståeligt. Gå till appen Color Addition Simulator och blanda blått och rött, så får du en färg som liknar lila i nedanstående figur (400-450 nm). Detta att en färg kan åstadkommas både genom blandning av två eller tre grundfärger (Rött, Grönt, Blått) och som ett våglängdsband beror på hur vårt färgsinne fungerar, se fråga 20354 för fler exempel. Solen strålar i vitt ljus (se nedan). Atmosfären sprider korta våglängder (blått) mycket mer än långa (rött). Därför blir himlen blå och solen gul. Efter denna långa inledning till din fråga: varför är inte himlen lila. Det är flera effekter som gör att de korta lila våglängderna inte bidrar, framför allt att de absorberas (försvinner i stället för att spridas) i atmosfären. Det är alltså mest det blå ljuset som sprids och ger himlen sin färg. Ibland, speciellt vid solnedgång när ljuset faller in snett mot atmosfären, kan himlen se grön ut. Detta beror på att även en del av det blå ljuset absorberats, och nästa färg (grönt) dominerar. Varför solen är vit och inte som man kanske tror gul, diskuteras i fråga 1553 . I fråga 841 och 13750 diskuteras mer i detalj de fysikaliska effekter (spridningens våglängdsberoende) som gör att ljuset sprids och himlen blir blå. Nyckelord: färg/färgseende [39]; blå himmel [12]; [19869] Jag såg frågan om "Varför är inte himlen violett då?" Bra fråga, och ett bra svar. Tack för det! Men, jag undrar om ni inte gör det mer komplicerat än det är. Violett ljus, som jag ser det, är en blandning av ljus med våglängder i det blåa och röda våglängdsområdet. Det ljus som är i änden av regnbågen, och som man också kan se på himlen, är BLÅTT. Varför man ofta säger att violett ska finnas i regnbågen, eller varför man kallar strålningen utanför synliga spektrat för ultraviolett istället för ultrablått är ett mysterium för mig, men det har nog med någon sorts språkglidning att göra. Så den blåa färg som är i änden av synliga spektrumet, den kan man nog se på himlen ibland, iaf på en fin högsommardag. Se mer på temat på:
https://www.youtube.com/watch?v=9udYi7exojk Hälsningar
Peter Svar: Himlen är blå eftersom kortvågigt ljus sprids mer är långvågigt (se fråga 13750 ). Tre faktorer gör att det kortvågiga violett inte dominerar hos det spridda ljuset: Violett absorberas mer än blått i atmosfären, ögat är mindre känsligt för violett (se figuren i fråga 13824 ) och det kommer mindre violett än blått ljus från solen. Nyckelord: blå himmel [12]; Universum-Solen-Planeterna [17332] Himlen är blå men i rymden är den svart. Hur högt måste en astronaut flyga för att himlen skall bli svart. hur ser det ut när den börjar bli svart? Svar: Bilden nedan från Wikimedia Commons (Atmosphere_of_Earth ) visar att atmosfären succesivt går från blått till svart. Det är därför svårt att säga på vilken höjd det blå försvinner, men på 100 km:s höjd (10 gånger så högt som ett trafikflygplan flyger) är det mycket mörkt. Bilden är tagen av en astronaut från omloppsbana kring jorden (c:a 300 km över jordytan). Lägg märke till månen som är svagt synlig som en skära. Nyckelord: blå himmel [12]; komet [14]; Ljud-Ljus-Vågor [14908] Svar: Varför uppkommer en sådan här missuppfattning? Kanske resonerar man som så att den blå färgen uppkommer genom att ljus från solen sprids av luften, och luften i brunnen belyses inte av solen. Problemet med detta är att det ändå finns flera mil atmosfär ovanför jordytan, så himlen blir blå ändå. Man skulle behöva stå inne i en flera mil hög skorsten. Då skulle himlen bli svart och man skulle kunna se stjärnor. Kanske tror man att det fungerar på samma sätt som när man tittar genom ett teleskop med hög förstoring. Den blå himlen har en viss ljusstyrka per ytenhet. Teleskopet förstorar ytan, så ljusstyrkan per ytenhet avtar. En punktkälla som en stjärna blir däremot inte större, så kontrasten stjärna/himlen blir större. Man kan därför se åtminstone ljusstarka stjärnor i ett teleskop även på dagen. Nyckelord: blå himmel [12]; #ljus [63]; Universum-Solen-Planeterna [14679] Svar: Du får andra färger än blå om en del ljus absorberas av t.ex. stoft eller droppar (dimma) - detta är anledningen till att himlen vid solnedgången är röd. Mars-himlen är orange eftersom atmosfären innehåller stoft från ytan, se bilden under länk 1. Atmosfären på Saturnusmånen Titan är också orange, se länk 2, eftersom atmosfären innehåller kolväten av olika slag. Nyckelord: blå himmel [12]; 1 http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap060105.html Ljud-Ljus-Vågor [14360] Svar: Färgen vi uppfattar på himlen är alltså produkten av fyra kontinuerliga fördelningar som är funktioner av våglängden: solspektrum, absorptionssannolikhet, spridningssannolikhet och ögats känslighet. Om solen t.ex. vore varmare så att den sände ut mer blått ljus, så skulle himlen fortfarande vara blå eftersom ögat inte är känsligt för kortare våglängder än blått ljus. Om solen däremot vore kallare och därmed rödare, skulle vi uppfatta himlen som mer röd. Två viktiga aspekter, emellertid: 1 Jordatmosfären som är nödvändig för livet på jorden har ett "fönster" från rött till blått ljus. I detta fönster släpper atmosfären igenom strålningen, medan andra våglängder absorberas helt, se fråga 15570 . 2 Det är ingen tillfällighet att ögar är mest känsligt för gult ljus. Det är där som solen strålar mest. Synen har genom evolutionen utvecklats att vara så effektiv som möjlig, och då gäller det att ögat är känsligt för våglängder som finns i det ljus som belyser föremål vi skall se. Se vidare fråga 13824 . Himlen på Mars var röd när Viking-sonden landade, men det berodde på att sandstormar blåst upp partiklar från ytan. Dessa partiklar består av järnoxider (rost) och är brun-röda. Se nedanstående bild från NASA. Se vidare Rayleigh_scattering#Rayleigh_scattering_from_molecules och Rayleigh_scattering#Reason_for_the_blue_color_of_the_sky . Nyckelord: blå himmel [12]; Ljud-Ljus-Vågor [13750] Svar: Rayleigh-spridning, uppkallad efter den brittiske fysikern Lord Rayleigh, är spridning av ljus eller annan elektromagnetisk strålning i fast, flytande eller gasformig materia. Rayleigh-spridning uppstår när fotoner sprids mot bundna elektroner. Se vidare Rayleigh_scattering . Nyckelord: blå himmel [12]; 1 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/atmos/blusky.html Ljud-Ljus-Vågor [13368] Ursprunglig fråga: Min tolkning är följande. Det är det blå ljuset från himlen som är polariserat. Jag misstänker att det är syre, ozon eller kväve, alltså en molekyl med dubbel eller trippelbindningar, som svarar för polariseringen och skickar ut infallande ljus vinkelrätt mot infallsvinkeln. Om det infallande ljuset är blått, ultraviolett eller ännu kortvågigare har jag ingen idé om.
Det blå ljuset på himlen kommer från ozon, men det är fluorescens. Det har nog inget med polariseringen av ljuset att göra. Jag är pensionerad biologilektor från Polhemskolan här i Lund. Jag följer fågelsträcket i Falsterbo och läser om frågor om fåglarnas orientering, hobbyforskning. Fåglar uppfattar polariserat ljus. Läste på 70-talet 20 poäng fysik med resultatet mvg, och lite fysik sitter fortfarande kvar.
Jag är tacksam för tips om litteratur om polarisering av himlen.
Finns det någon som kan hjälpa mig?
Mycket tacksam för någon form av svar. Svar: Anledningen till att himlen är blå är att solljuset (bestående av alla färger, dvs i princip vitt) sprids av luftens molekyler i en process som kallas Rayleigh-spridning (NE: spridning av ljus mot partiklar som är mycket mindre än ljusets våglängd, t.ex. luftens molekyler), se nedanstående figur. (Observera att solen är vit, inte gul!) Figuren ger också uttrycket för sannolikheten för spridning som funktion av spridningsvinkeln q och ljusets våglängd l. Förutom några konstanter består spridningssannolikheten av två termer: 1/l4 (1 + cos2q) Fåglar, som kan uppfatta polarisation utan hjälpmedel (t.ex. polarisationsglasögon) kan alltså bestämma riktningen mot solen även när denna skyms av moln. Kan man förstå varför bara den ena polarisationsriktningen kan spridas i 90o? Ja, det är ganska lätt att ge en enkel bild av processen om man vet hur en dipol (enkel, rak sändarantenn) sänder ut strålning. En dipol strålar maximalt i 90o och inte alls i 0o. Vi delar det infallande solljuset i två polarisationskomponenter - polarisationsriktningen för elektromagnetisk stålning är E-vektorns riktning: vinkelrätt mot synlinjen och parallellt med synlinjen. Ljus som faller in med polarisationsriktningen i synlinjen kommer att få elektroner att svänga i synlinjen. Dessa dipoler kan alltså inte stråla i synlinjen. Ljus som däremot faller in med polarisationsriktningen vinkerätt synlinjen kommer att få elektroner att svänga vinkelrätt mot synlinjen. Dessa dipoler kan alltså att stråla maximalt synlinjen. Alltså ser vi bara den senare hälften, och det spridda ljuset är polariserat. Rayleigh-spridning är helt oberoende av vilka molekyler vi har eftersom alla molekyler är ungefär lika stora. Processen är alltså inte fluorescens (NE: en form av luminiscens [utsändande av ljus] från ett system) utan i princip elastisk spridning mot bollar utan inre struktur. Se även snackset Varför är himlen blå? och nedanstående länk. Nyckelord: blå himmel [12]; polarisation [7]; #ljus [63]; 1 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/atmos/blusky.html Avancerad sökning på '"himlen blå"' i denna databas Ljud-Ljus-Vågor [1553] Svar: Solen är inte gul om solstrålningen inte påverkas av atmosfären. Experiment: Håll ett vitt papper i solen när den står högt på himlen. Vilken färg får pappret? Ovansidan av sommarmoln är vita eftersom de reflekterar det vita solljuset effektivt. När solen står lågt på himlen kan den uppfattas som gul eller orange. Det beror på att solljuset har lång väg genom atmosfären och att det kortvågiga (blå) ljuset sprids mer (se igen fråga 13368 ). Tar vi bort blått ljus så ser solen mer gul/orange ut, se vänstra cirkeln i nedanstående figur där man har minskat det blå inslaget lite grann i en vit skiva. När solen står högt påverkas ljuset mycket lite av atmosfären, och solen ser vit ut. Problemet är att solen lyser så starkt att man inte kan titta på den: titta aldrig direkt på solen utan skydd - du kan skada ögat permanent mycket snabbt!. Om man är mycket försiktig kan man se solen även när den står högt på himlen genom ett tunnt moln. Molnet fungerar som ett gråfilter: det absorberar alla våglängder lika eftersom vattendropparna i molnet är stora jämfört med ljusets våglängd. Man kan då se att solen faktiskt är närmast vit. Se även länk 1. Den färg vi uppfattar beror dels på strålningens våglängdsfördelning och dels ögats känslighet i de tre våglängdsband som tapparna är känsliga för, se fråga 13824 . Det mänskliga ögat har i stort sett utvecklats med solljus. Det vi uppfattar bör då nästan per definition vara vitt ljus. Varför ritar man solen gul på en teckning? Gör man inget alls, ser det ut som man glömt något. Därför använder man den gula färgen, den verkar ljusast. Färg är en egenskap hos ljuset, nämligen dess våglängd. Ljuset är ju en vågrörelse. Rött ljus har lång våglängd, blått ljus har kort våglängd, och andra färger däremellan. Man kan också ha en blandning av olika våglängder (färger). Experiment: Låt solljuset lysa genom ett glasprisma. I en såpbubbla reflekteras (speglas) ljuset både i ytter- och innerväggen.
De reflekterade strålarna kan samverka eller motverka varandra, beroende
på bubblans tjocklek och ljusets våglängd (färg). Fenomenet kallas
interferens. Färg kan uppstå på många olika sätt. Molekylspridning (blå himmel) Absorption (saften är röd därför att bara det röda ljuset kommer igenom, det andra ljuset absorberas) Emission (doppar du en tråd i saltlösning, och sticker in den i en ljuslåga blir det gult därför att natriumatomer sänder ut gult ljus) Interferens (såpbubbla) Detta är några exempel. Nyckelord: färg/färgseende [39]; blå himmel [12]; #ljus [63]; Ljud-Ljus-Vågor [179] Svar:
Man kan ju tycka att himlen då borde se lila ut eftersom denna färg har ännu kortare våglängd än blått, men andelen lila i solljusets spektrum är litet och
dessutom är ögats känslighet låg för lila ljus.
Ljusspridningsfenomenet kallas för Rayleigh-spridning efter lord R. som studerade effekten teoretiskt år 1899. Resultaten av de teoretiska beräkningarna är
Rayleighs lag: Antalet fotoner som sprids är omvänt proportionellt mot 4:e potensen av våglängden. Härledning ligger långt utanför gymnasiekursen. För att ge
en kvalitativ förklaring kan man se spridningen som ett interferensfenomen. Nu är det så att ljusets våglängd är mycket längre än atomernas diameter. Därför
blir det väldigt små effekter vid långa våglängder. Minskar våglängden så blir också interferensfenomenen mer påtagliga.
Man kan jämföra effekten med vattenvågor. Vi tänker oss en rund stolpe med en meters diameter som står ensam i havet. Kommer det en våg som är hundra
meter lång så förmår inte stolpen att förändra vågens utbredning. Kommer det däremot en våg med en våglängd av några meter så uppträder
interferensfenomen vid stolpen och en del av vågen avböjes. Nyckelord: blå himmel [12]; Ljud-Ljus-Vågor [1601] Svar:
I en mycket tjock atmosfär kan det blå ljuset spridas
flera gånger. Då ökar chansen att det läcker ut i
rymden, och då kanske vi får överskott på rött ljus.
Kanske himlen är rosa.
En mycket klar dag kan man göra intressanta observationer
strax efter solnedgången. Det ska inte bara vara klart
här, utan också tusen kilometer västerut. När solen är
ett par grader under horisonten, lyser den fortfarande
på de övre delarna av atmosfären. Det kan man se när ett
flygplan passerar på hög höjd. Det solljuset har gått
genom kanske 50 - 100 gånger så mycket luft som på dagen.
Tittar man bort åt öster, ser man en mörkblå himmel stiga
upp. Men hitom det området är det ett diffust rosa band.
Är det kanske Rayleigh-spridning av rött ljus? När inget
blått ljus är kvar.
Testa denna teori: Låna ett polarisationsfilter och
undersök om det rosa ljuset är polariserat. Är svaret ja,
är det ett gott tecken på, att det är Rayleigh-spridning
av rött ljus. Vi vet inte svaret, vi ska själva kolla!
Om snön: Eftersom snö är vit, får den samma färg som ljuset
som lyser på den.
Se även fråga 179 Nyckelord: blå himmel [12]; Ljud-Ljus-Vågor [841] Ursprunglig fråga: Svar:
Mitt på dagen är himlen blå. Det beror på att
solljuset sprids av luften, och blått ljus sprids
mer än rött och gult. Eftersom det är spritt
ljus, så är det också polariserat.
Försök:
Sätt på dig ett par polarisationssolglasögon. Titta
på en punkt 90 grader (ett kvarts varv) från solen.
Vrid på huvudet. Kan du se att himlen blir mörkare
när huvudet är i ett visst läge?
När solen håller på att gå ner, så har solljuset så lång
väg att gå igenom atmosfären, att det blå ljuset är helt
försvunnet (spritts bort). Det enda du ser då är det
röda ljuset som sprids - du har en vackert röd solnedgång.
I ett mellanläge kan man ibland se att himlen är grön, men
det är, som sagt, ganska ovanligt. Se även snackset Varför är himlen blå? .
Nyckelord: blå himmel [12]; polarisation [7]; *vardagsfysik [64]; #ljus [63]; Frågelådan innehåller 7624 frågor med svar. ** Frågelådan är stängd för nya frågor tills vidare **
|
Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar.