Zakaj je nebo modro? Ker ima zemlja vzdušje

Razstavite sončno svetlobo

Sončna svetloba, ki se nam zdi bela, je neenotna. Sestoji iz mešanice elektromagnetna valovanja. Nekatere imajo frekvenca nihanja ki jo lahko zaznava mrežnica človeškega očesa. Takšni valovi naj bi pripadali optičnemu območju. Vsi sevalni valovi imajo različne dolžine. Najmanjša je vijolična (380 nanometrov), največja je rdeča (720 nanometrov). Če se vsi valovi sevanja, razčlenjeni v spekter, spet združijo - bo ponovno dobil belo svetlobo. Toda zakaj je nebo modro nad našimi glavami in ne belo?

Val za valom

Zrak, ki ga dihamo, se nam tudi zdi pregleden. Če bi bilo to res, ne bi bilo zraka, in nebo nad nami bi bilo nenehno črno, s svetlimi, nevezujočimi zvezdami. To sliko so opazili astronavti na luni, ki nima ozračja. In na Zemlji, kjer je nebo modro, je zrak sestavljen iz molekul, ki imajo zanimivo sposobnost: pod vplivom elektromagnetnega vala določene dolžine sami začnejo oddajati iste valove. Tu je le njihova dolžina nekoliko drugačna.

Kakšno nebesno modro!

Ko bela sončna svetloba prehaja skozi molekule zraka, se filtrira skozi spekter. Valovi z nižjo frekvenco vibracij (rdeča, oranžna, rumena, zelena) ne vznemirjajo. To se zgodi, ko spekter sevanja doseže globoke modre in modre odtenke. Obstaja fizični pojav razpršitve svetlobe v zraku in s to frekvenco nihanja, ki jo mrežnica očesa dojema kot nasičeno modro barvo. Zakaj je potem nebo modro in ne vijolično, ker je frekvenca nihanja tega vala še višja? Dejstvo je, da je delež vijoličnega v spektru majhen, in drugič, že se razprši v zgornji atmosferi. Vidimo jo lahko iz kabine vesoljskega plovila med suborbitalnim letom ali ko vstopi v orbito.

Od zore do mraka

Zelo pomembno vprašanje, na katerega je treba odgovoriti: "Zakaj je modro nebo dan pred njim rdeča in rumena ob sončnem vzhodu in bo spet enako ob sončnem zahodu?" Odgovor je preprost: raztros sončni žarki v ozračju vpliva na njegovo debelino. Ko je Sonce na vrhuncu, žarki od njega do površine Zemlje preidejo po najkrajši poti. Ko se sonce pojavi z obzorja zgodaj zjutraj ali se zniža pozno zvečer, se njegove žarke tangencialno dotaknejo opazovalca tal. Pot do mrežnice postane veliko daljša in na tej poti se sončna svetloba »filtrira« s plastjo atmosfere do rdečih in rumenih tonov. Običajno modro nebo je pobarvano v njo. Če se sončni vzhod ali sončni zahod opazi na morski ali oceanski obali, je lahko pretežno oranžna - zaradi zraka, nasičenega z delci soli, ki prav tako sodelujejo v razpršitvi.

Kaj pa druga nebesna telesa?

Toda zakaj je nebo modro, t.j. enako kot na Zemlji, ne more biti, na primer, na Marsu ali Titanu? Jasno je, da barva neba ni odvisna od sestave ozračja. Tukaj je odgovor preprost. Tanko Marsovo ozračje skoraj stalno onesnažuje prah železovega oksida, ki se dviguje s površine, ki večinoma razprši sončno svetlobo, pri čemer ostanejo le odtenki rdeče in oranžne barve. In barva ozračja je največja Saturnova luna zaradi prisotnosti "smoga" iz ogljikovodikov. Poleg tega debela atmosfera večine srednje svetlobe Sonca preprosto ne pusti, in na površini Titana vladajo oranžni somraki.