tisdag 29 januari 2013

Varför är himlen blå och hur ser vi färger?

Om du står var som helst på jorden på dagtid så ser du himlen och att den är blå. Men varför är den just blå och kunde den haft en annan färg?

Om vi inte haft någon atmosfär skulle himlen vara svart. Atmosfären, eller luften som vi oftast kallar den, består av mycket små partiklar som kallas molekyler. Luften består av en blandning av kväve- och syremolekyler. För att få en uppfattning om hur stor en molekyl är tänk dig ett sandkorn på 1 mm. Du är gissningsvis runt 1-2 m lång. Tänk dig att vi förstorar dig och en syre- eller kvävemolekyl så den är lika stor som sandkornet. Då blir du så lång att huvudet är i Sverige medan fötterna är i Sydafrika. Låt oss nöja oss med att säga att de är extremt små och när ljuset från solen rör sig nära en molekyl så kan ljuset ändra riktning.

Ljuset från solen består av vitt ljus. När det regnar och solen lyser samtidigt kan man ofta se en regnbåge. Då ser man att det vita ljuset består av ljus med olika våglängder. Vi ser det som olika färger. Titta på bilden nedan. Ljus till vänster (violett och blått) har kortare våglängd och är lättare för molekylerna att sprida i olka riktningar. Ljus till höger (orange och rött) är svårare för molekylerna att sprida i olika riktningar.
Rayleigh-spridning som detta kallas, är spridning av ljus eller annan elektromagnetisk strålning i fast, flytande eller gasformig materia. Rayleigh-spridning uppstår när fotoner sprids mot bundna elektroner.

Eftersom blått och violett ljud sprids mest så är det större chans att en foton av dessa färger träffar ditt öga än en foton av rött ljus.


För en grundlig genomgång rekommenderar jag filmen "Why is the sky blue? Thoroughly Explained Here!"


Fast det finns ett problem. Om nu violett har ännu kortare våglängd än blått ljus. Varför är inte himlen violett? 
Från xkcg
Det beror på hur våra ögon uppfattar färger.

Våra ögon har två typer av ljuskänsliga celler: tappar och stavar. Stavar kan bara uppfatta hur ljust det är, men inga färger. Tapparna finns i tre typer som är känsliga för tre olika våglängder. 
Ögat har tre typer av tappar. De kallas S, M och L-celler.
På grund av våra ögon så uppfattar vi den violett/blåa himlen som blå/vitt istället. Våra ögon kan inte se skillnad på blå/vitt och blå/violett, precis som man vi inte kan se skillnad på "rent" gult ljus och en blandning mellan grönt/rött. 

UPPDATERING: På Youtube-kanalen MinutePhysics förklarar de så här varför är inte himlen violett.




Se gärna filmen nedan där man i förklarar hur vi ser färger och varför det räcker med tre typer av pixlar (röd, grön blå) på skärmarna för att se alla färger.


Källor
http://spaceplace.nasa.gov/blue-sky/
http://en.wikipedia.org/wiki/Rayleigh_scattering
http://science.howstuffworks.com/nature/climate-weather/atmospheric/sky.htm
http://math.ucr.edu/home/baez/physics/General/BlueSky/blue_sky.html
http://www.patarnott.com/atms749/pdf/blueSkyHumanResponse.pdf
http://www.youtube.com/watch?NR=1&v=Asyzw3gMfb0&feature=endscreen
http://www.msnbc.msn.com/id/8631798/ns/technology_and_science-science/t/why-skies-are-blue-instead-purple/#.UO3buonm4Vw

Inga kommentarer:

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...