Kredit: Pixelbay-brugeren LalalaB. (CC0 Public Domain)
Hvorfor er himlen blå? Det er et almindeligt spørgsmål fra børn, og det enkle svar er, at blåt lys spredes mere af vores atmosfære end rødt lys, og derfor er himlen blå. Det er i princippet rigtigt, men hvorfor ser vi så ikke en violet himmel?
Den blå himmel, vi observerer, afhænger af to faktorer: hvordan sollyset interagerer med Jordens atmosfære, og hvordan vores øjne opfatter dette lys.
Når lyset interagerer med vores atmosfære, kan det spredes, på samme måde som en billardkugle kan kollidere med en anden, hvilket får dem til at gå i forskellige retninger. Den vigtigste form for atmosfærisk spredning er kendt som Rayleigh-spredning. Hvis du forestiller dig fotoner, der preller af på luftmolekyler, er det en grov tilnærmelse. Men fotoner og luftmolekyler er ikke billardkugler, så der er forskelle. En af disse er, at mængden af spredning afhænger af lysets bølgelængde (eller farve). Jo kortere bølgelængden er, jo mere spredes lyset. Da regnbuen af farver, der går fra rød til violet, svarer til bølgelængder af lys, der går fra lang til kort, spredes de kortere blå bølgelængder mere. Så vores himmel ser blå ud på grund af alt det spredte blå lys. Dette er også grunden til, at solnedgange kan virke røde. Blåt lys spredes væk og efterlader en solnedgang, der ser rødlig ud.
Men hvis det er tilfældet, hvorfor er himlen så ikke violet? Selvfølgelig bliver blåt lys spredt mere end rødt eller grønt, men violet lys har en endnu kortere bølgelængde, så violet burde spredes mere end blåt. Burde himlen ikke fremstå violet, eller i det mindste violetblå? Det viser sig, at vores himmel er violet, men at den ser blå ud på grund af den måde, vores øjne fungerer på.
det menneskelige øje. Credit: Wikipedia
Vi ser ikke de enkelte bølgelængder. I stedet har nethinden i vores øjne tre typer farvefølsomme celler, kaldet kegleceller. Den ene type er mest følsom over for røde bølgelængder, mens de to andre er mest følsomme over for grønne og blå bølgelængder. Når vi ser på noget, og lyset rammer vores nethinde, er det signalstyrken fra hver type kegle, der gør det muligt for vores hjerne at bestemme, hvilke farver vi ser. Disse farver svarer nogenlunde til de faktiske bølgelængder, vi ser, men der er subtile forskelle. Mens hver type kegle har sin største følsomhed ved rød, grøn eller blå farve, registrerer de også lys i andre farver. Lys med “blå” bølgelængder stimulerer de blå kegler mest, men de stimulerer også rødt og grønt en lille smule. Hvis det virkelig var blåt lys, der blev spredt mest, ville vi se himlen som lidt grønlig blå.
Vi ser dog ikke den grønlige nuance, fordi himlen har violet lys. Violet bliver spredt mest af Jordens atmosfære, men de blå kegler i vores øjne er ikke så følsomme over for det. Mens vores røde kegler ikke er gode til at se blåt eller violet lys, er de en smule mere følsomme over for violet end vores grønne kegler. Hvis det kun var violette bølgelængder, der blev spredt, ville vi se violet lys med et rødligt skær. Men når man kombinerer det blå og violette lys fra himlen, er det grønlige skær af blåt og det rødlige skær af violet omtrent det samme, og de vaskes ud. Så det, vi ser, er en lyseblå himmel.
Med hensyn til bølgelængderne er Jordens himmel virkelig blåviolet. Men på grund af vores øjne ser vi den som lyseblå.
Tjek mit websted.
Jeg er astrofysiker, professor og forfatter. Du kan finde det meste af mit arbejde på briankoberlein.com