Ziemskie niebo jest fioletowe, my tylko widzimy je jako niebieskie

Credit: Pixelbay user LalalaB. (CC0 Public Domain)

Dlaczego niebo jest niebieskie? To częste pytanie zadawane przez dzieci, a prosta odpowiedź brzmi, że niebieskie światło jest rozpraszane przez naszą atmosferę bardziej niż czerwone, stąd niebieskie niebo. To w zasadzie prawda, ale dlaczego nie widzimy fioletowego nieba?

Niebieskie niebo, które obserwujemy, zależy od dwóch czynników: jak światło słoneczne oddziałuje z atmosferą Ziemi i jak nasze oczy odbierają to światło.

Gdy światło oddziałuje z naszą atmosferą, może się rozpraszać, podobnie jak jedna kula bilardowa może zderzyć się z drugą, przez co rozchodzą się w różnych kierunkach. Główna forma rozpraszania atmosferycznego znana jest jako rozpraszanie Rayleigha. Jeśli wyobrazisz sobie fotony odbijające się od cząsteczek powietrza, to jest to pewne przybliżenie. Jednak fotony i cząsteczki powietrza to nie kule bilardowe, więc istnieją pewne różnice. Jedną z nich jest to, że wielkość rozpraszania zależy od długości fali (lub koloru) światła. Im krótsza długość fali, tym bardziej światło się rozprasza. Ponieważ tęcza kolorów od czerwonego do fioletowego odpowiada długościom fali światła od długiej do krótkiej, krótsze fale niebieskie są bardziej rozpraszane. Dlatego nasze niebo wydaje się niebieskie z powodu rozproszonego światła niebieskiego. Jest to również powód, dla którego zachody słońca mogą wydawać się czerwone. Niebieskie światło jest rozpraszane, pozostawiając czerwonawy wygląd zachodu słońca.

Ale jeśli tak jest, to dlaczego niebo nie jest fioletowe? Jasne, światło niebieskie jest rozpraszane bardziej niż czerwone czy zielone, ale światło fioletowe ma jeszcze krótszą długość fali, więc fioletowe powinno być rozpraszane bardziej niż niebieskie. Czy niebo nie powinno być fioletowe, a przynajmniej fioletowo-niebieskie? Okazuje się, że nasze niebo jest fioletowe, ale wydaje się niebieskie z powodu sposobu, w jaki działają nasze oczy.

ludzkie oko. Credit: Wikipedia

Nie widzimy poszczególnych długości fal. Zamiast tego siatkówka naszych oczu ma trzy rodzaje komórek wrażliwych na kolor, zwanych czopkami. Jeden typ jest najbardziej wrażliwy na długości fal czerwonych, podczas gdy pozostałe dwa są najbardziej wrażliwe na długości fal zielonych i niebieskich. Kiedy patrzymy na coś i światło uderza w naszą siatkówkę, siła sygnału z każdego typu czopków pozwala naszemu mózgowi określić kolory, które widzimy. Kolory te z grubsza odpowiadają rzeczywistym długościom fal, które widzimy, ale istnieją między nimi subtelne różnice. Podczas gdy każdy typ czopków ma największą wrażliwość na światło czerwone, zielone lub niebieskie, wykrywają one również światło o innych kolorach. Światło o „niebieskiej” długości fali najbardziej stymuluje czopki niebieskie, ale również w niewielkim stopniu stymuluje czerwone i zielone. Gdyby rzeczywiście to niebieskie światło było najbardziej rozproszone, wtedy widzielibyśmy niebo jako lekko zielonkawo niebieskie.

Nie widzimy zielonkawego odcienia, jednak z powodu fioletowego światła nieba. Fiolet jest najbardziej rozpraszany przez atmosferę Ziemi, ale niebieskie czopki w naszych oczach nie są na niego tak wrażliwe. Podczas gdy nasze czerwone czopki nie są dobre w widzeniu niebieskiego lub fioletowego światła, są one nieco bardziej wrażliwe na fiolet niż nasze zielone czopki. Gdyby rozpraszane były tylko fioletowe długości fal, widzielibyśmy fioletowe światło z czerwonawym odcieniem. Ale kiedy połączymy niebieskie i fioletowe światło nieba, zielonkawy odcień niebieskiego i czerwonawy odcień fioletu są mniej więcej takie same i zmywają się. Więc to, co widzimy, to bladoniebieskie niebo.

As far as wavelengths go, Earth’s sky really is a blueish violet. Ale ze względu na nasze oczy widzimy je jako bladoniebieskie.

Sprawdź moją stronę internetową.

.