Zemská obloha je fialová, jen ji vidíme jako modrou

Kredit: uživatel Pixelbay LalalaB. (CC0 Public Domain)

Proč je obloha modrá? Je to častá otázka kladená dětmi a jednoduchá odpověď zní, že modré světlo je naší atmosférou rozptylováno více než červené, proto je obloha modrá. To je v podstatě pravda, ale proč potom nevidíme fialovou oblohu?

Modrá obloha, kterou pozorujeme, závisí na dvou faktorech: na tom, jak sluneční světlo interaguje s atmosférou Země, a na tom, jak naše oči toto světlo vnímají.

Při interakci s naší atmosférou se světlo může rozptylovat, podobně jako se jedna kulečníková koule může srazit s druhou, takže se rozletí různými směry. Hlavní forma atmosférického rozptylu je známá jako Rayleighův rozptyl. Pokud si představíte fotony odrážející se od molekul vzduchu, je to hrubé přiblížení. Fotony a molekuly vzduchu však nejsou kulečníkové koule, takže existují rozdíly. Jedním z nich je, že velikost rozptylu závisí na vlnové délce (nebo barvě) světla. Čím kratší je vlnová délka, tím více se světlo rozptyluje. Protože duha barev od červené po fialovou odpovídá vlnovým délkám světla od dlouhé po krátkou, kratší modré vlnové délky se rozptylují více. Naše obloha se tedy jeví modrá díky rozptýlenému modrému světlu. To je také důvod, proč se západy slunce mohou zdát červené. Modré světlo se rozptýlí a zanechá načervenalý vzhled západu slunce.

Ale pokud je tomu tak, proč není obloha fialová? Jistě, modré světlo se rozptyluje více než červené nebo zelené, ale fialové světlo má ještě kratší vlnovou délku, takže fialové by se mělo rozptylovat více než modré. Neměla by se obloha jevit jako fialová nebo alespoň fialovomodrá? Ukázalo se, že naše obloha je fialová, ale jeví se modrá kvůli tomu, jak fungují naše oči.

lidské oko. Kredit: Wikipedia

Nevidíme jednotlivé vlnové délky. Místo toho má sítnice našich očí tři typy buněk citlivých na barvy, které se nazývají čípky. Jeden typ je nejcitlivější na červené vlnové délky, zatímco další dva jsou nejcitlivější na zelené a modré vlnové délky. Když se na něco díváme a světlo dopadá na naši sítnici, síla signálu z jednotlivých typů čípků umožňuje našemu mozku určit barvy, které vidíme. Tyto barvy zhruba odpovídají skutečným vlnovým délkám, které vidíme, ale jsou zde jemné rozdíly. Každý typ čípku má sice nejvyšší citlivost na červenou, zelenou nebo modrou barvu, ale detekují i světlo jiných barev. Světlo s „modrou“ vlnovou délkou nejvíce stimuluje modré čípky, ale jen trochu stimuluje i červené a zelené. Kdyby se skutečně nejvíce rozptylovalo modré světlo, pak bychom viděli oblohu jako mírně zelenomodrou.

Zelenkavý odstín však nevidíme, protože obloha má fialové světlo. Fialová barva je nejvíce rozptýlena zemskou atmosférou, ale modré čípky v našich očích na ni nejsou tak citlivé. Naše červené čípky sice nevidí dobře modré ani fialové světlo, ale na fialovou jsou o něco citlivější než naše zelené čípky. Pokud by se rozptylovaly pouze fialové vlnové délky, pak bychom viděli fialové světlo s načervenalým nádechem. Když však zkombinujeme modré a fialové světlo oblohy, zelenkavý nádech modrého a načervenalý nádech fialového světla jsou přibližně stejné a smývají se. Takže to, co vidíme, je bleděmodrá obloha.

Podle vlnových délek je pozemská obloha skutečně modrofialová. Ale díky našim očím ji vidíme jako bledě modrou.

Podívejte se na mé webové stránky.

.