Γιατί ο ουρανός είναι μπλε;

Γιατί ο ουρανός είναι μπλε;


Θα μπορούσαμε να θέσουμε την ερώτηση λίγο διαφορετικά:

Γιατί ο ουρανός δεν είναι μαύρος;

Το πλήρωμα του Apollo 11, λίγο πριν προσγειωθεί στην επιφάνεια της Σελήνης, τράβηξε την παρακάτω φωτογραφία.


Γη από τη Σελήνη
Πηγή: http://history.nasa.gov/ap11ann/kippsphotos/apollo.html


Αν εξαιρέσουμε εκείνη τη μπλε-άσπρη μπάλα που επιδίδεται σε κατάπτυστες τακτικές photobombing, ο ουρανός της Σελήνης είναι όντως μαύρος. Οπότε γιατί της Γης είναι μπλε;

Οτιδήποτε είναι ορατό στα ανθρώπινα μάτια μας, είτε εκπέμπει φως, δηλαδή είναι πηγή φωτός, είτε αντανακλάει το φως μιας άλλης πηγής.

Σε αντίθεση με τη Σελήνη, η Γη έχει ατμόσφαιρα. Ένα μικρό ποσοστό του φωτός που προέρχεται από τον Ήλιο, μέχρι να φτάσει στα μάτια μας συγκρούεται ξανά και ξανά με τα μόρια του αέρα, τα οποία είναι κυρίως μόρια αζώτου και οξυγόνου. Λόγω του μεγέθους τους, τα μόρια αυτά αντανακλούν πολύ περισσότερο τα μικρά μήκη κύματος του φωτός και λιγότερο τα μεγάλα, σύμφωνα με ένα φαινόμενο που ονομάζεται σκέδαση Rayleigh 1 (η σκέδαση ουσιαστικά είναι ανάκλαση κατά την οποία οι ακτίνες του φωτός ανακλώνται σε διάφορες γωνίες).


Σκέδαση του φωτός ανάλογα με το μήκος κύματος


Οπότε ο ουρανός την ημέρα μας φαίνεται μπλε, γιατί το μπλε φως του Ηλίου σκεδάζεται εντονότερα και έτσι φαίνεται ότι έρχεται από κάθε σημείο του ουρανού. Από την άλλη, όλα τα χρώματα σκεδάζονται σε κάποιο βαθμό γι’ αυτό και το χρώμα του ουρανού είναι περισσότερο γαλάζιο προς άσπρο παρά σκούρο μπλε.


Το μπλε σκεδάζεται εντονότερα από το πράσινο και κόκκινο

Όλα τα χρώματα σκεδάζονται σε βαθμό που εξαρτάται από το μήκος κύματος τους.


Το ίδιο φαινόμενο εξηγεί και το χρώμα του Ηλίου. Όταν κοιτάμε τον Ήλιο (ελπίζω να μη βγει κανείς στο μπαλκόνι του και να κοιτάξει κατάματα τον Ήλιο!) το φως που καταλήγει στα μάτια μας έχει λιγότερο μπλε χρώμα λόγω της έντονης σκέδασης αυτού. Όλα τα υπόλοιπα μήκη κύματος μας δημιουργούν την εντύπωση πως ο Ήλιος είναι κίτρινος (θυμήσου πως κόκκινο και πράσινο φως δίνει κίτρινο).


Γιατί τον Ήλιο τον βλέπουμε κίτρινο;


Αυτό μπορείς να το ελέγξεις πολύ εύκολα χρησιμοποιώντας έναν οποιονδήποτε RGB Calculator. Αν από το λευκό φως (255,255,255) αφαιρέσεις λίγο μπλε (π.χ 255,255,200), παίρνεις ένα ωραίο ξεθωριασμένο κίτρινο.




Ο Ήλιος όμως στην πραγματικότητα είναι περισσότερο λευκός παρά κίτρινος, κάτι που είναι περισσότερο εμφανές όταν τον κοιτάμε από το διάστημα.


Ήλιος από τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό
Πηγή: http://www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/image_feature_2059.html


Ο Ήλιος κατά το ηλιοβασίλεμα όμως παίρνει αποχρώσεις του κόκκινου. Γιατί;

Και πάλι, για τον ίδιο λόγο. Όταν ο Ήλιος βρίσκεται κοντά στη δύση του οι ηλιακές ακτίνες πρέπει να διανύσουν μεγαλύτερη απόσταση μέσα από την ατμόσφαιρα της Γης για να φτάσουν στα μάτια μας.


Οι ακτίνες του Ήλιος κατά την ανατολή διανύουν μεγαλύτερη απόσταση μέσα από την ατμόσφαιρα


Μεγαλύτερη απόσταση μέσα από την ατμόσφαιρα σημαίνει μεγαλύτερη σκέδαση όλων των ακτινοβολιών από τα μόρια του αέρα. Τα χρώματα που σκεδάζονται λιγότερο απ’ όλα είναι το πορτοκαλί και το κόκκινο και αυτά είναι που δίνουν στα ηλιοβασιλέματα τα εντυπωσιακά τους χρώματα.


Κόκκινα, πορτοκαλί και κίτρινα ηλιοβασιλέματα


Όπως και προηγουμένως, μπορείς να το ελέγξεις με έναν RGB Calculator. Αν από το λευκό (255,255,255) αφαιρέσεις λίγο πράσινο και λίγο περισσότερο μπλε (π.χ 255,150,100) θα πάρεις ένα από τα χρώματα του ηλιοβασιλέματος.




Αν παρατηρήσεις όμως καλά την εικόνα με το ποια χρώματα σκεδάζονται εντονότερα από τον αέρα, πιθανόν να σου δημιουργήθηκε μια απορία…

Γιατί ο ουρανός δεν είναι ιώδης;

Αφού όσο πιο μικρό το μήκος κύματος του φωτός, τόσο πιο έντονα σκεδάζεται από τα μόρια της ατμόσφαιρας, γιατί δεν βλέπουμε έναν ιώδη ουρανό; Αυτό οφείλεται σε διάφορους λόγους.

Ο πρώτος και πιο σημαντικός, είναι πως τα μάτια μας είναι περισσότερο ευαίσθητα στο μπλε, στο κόκκινο και στο πράσινο. Οπότε τα μάτια μας ανταποκρίνονται καλύτερα στο μπλε χρώμα απ’ ότι στο ιώδες.

Ένας άλλος λόγος είναι το γεγονός ότι παρ’ όλο που το φως του Ηλίου περιέχει όλα τα χρώματα, οι ακτινοβολίες των χρωμάτων δεν έχουν όλες την ίδια ένταση.


Ένταση των ορατών ακτινοβολίων που προέρχονται από τον Ήλιο
Πηγή: http://ledmuseum.candlepower.us/led1/spectra.htm


Επιπρόσθετα, κάποιο κομμάτι της ιώδους ακτινοβολίας απορροφάται στην ανώτερη ατμόσφαιρα και έτσι αυτή που φτάνει στα μάτια μας είναι εξασθενημένη σε σχέση με την αρχική.

Αυτό βέβαια δεν σημαίνει πως τα μάτια μας δεν ανιχνεύουν καθόλου το ιώδες χρώμα στον ουρανό. Χωρίς το ιώδες ο ουρανός θα ήταν κυρίως μπλε με μια πράσινη χροιά.

Όλοι οι παραπάνω λόγοι λοιπόν συντελούν στο αγαπημένο γαλάζιο χρώμα που βλέπουμε τον ουρανό μας. Εκτός αν μένετε στα Γιάννενα. Αν ρωτήσετε τους κατοίκους εκεί τι χρώμα είναι ο ουρανός, θα σας απαντήσουν πως είναι γκρι.

Δείτε το σχετικό βίντεο






Το άρθρο αυτό αποτελεί το 2ο μέρος μιας σειράς με ερωτήσεις σχετικά με τα χρώματα:

1. Τι είναι τα χρώματα και γιατί τα βλέπουμε;
2. Γιατί ο ουρανός είναι μπλε;
3. Τι χρώμα είναι το νερό;
4. Τι χρώμα είναι το σύμπαν;




Περισσότερες πληροφορίες