Warum ist der Himmel blau

Irgendwann in unserer Kindheit haben wir uns vielleicht die Frage gestellt, warum wir den blauen Himmel sehen und warum nicht schwarz wie der Weltraum oder transparent wie Luft. Obwohl dies eine einfache Frage zu sein scheint, lautet die Antwort nicht. Um eine Erklärung zu geben, müssen wir einige Vorstellungen von Physik und warum wir bestimmte Farben so wahrnehmen, wie wir sie wahrnehmen, überprüfen.

In diesem Artikel versuchen wir, eine einfache Erklärung für die Frage zu geben, warum der Himmel blau ist.

Licht und Wellenlänge

Wir definieren Licht als elektromagnetische Welle, die sich mit einer konstanten Geschwindigkeit ausbreitet und mit einer bestimmten Frequenz schwingen kann. Es wird Wellenlänge in einer Entfernung genannt, die in der Lage ist, eine Welle zu bewegen, bis ein Zyklus abgeschlossen ist und von ihrer Frequenz abhängt.

Da das Lichtspektrum kontinuierlich ist, gibt es Licht bei jeder Wellenlänge. Das heißt, Licht existiert nicht nur in dem für das menschliche Auge sichtbaren Spektrum, sondern es gibt Wellen, die wir nicht als Radiowellen (längere Wellenlängen), Mikrowellen (kürzere Längen) oder Ultraviolett- und Gammastrahlung (niedrigere Wellenlängen) wahrnehmen Längen).

Was passiert, wenn Licht mit Materie interagiert?

Die Objekte, die wir sehen, senden kein Licht aus, sondern müssen mit dem Licht interagieren, um sie in bestimmten Farben zu sehen. Abhängig von den Eigenschaften der Atome, die sie bilden, interagiert Licht mit ihnen oder nicht, da es unendlich viele Frequenzen gibt.

Der Teil des Lichts, der nicht mit den Atomen wechselwirkt, wird absorbiert oder reflektiert. Von denen, die absorbiert werden, interagiert ein Teil. Dieses Phänomen der Absorption verändert oder erregt die Atome, die, wenn sie in ihren natürlichen Zustand zurückkehren (wenn sie die Anregung verlieren), ein Licht aussenden, das die gleichen Eigenschaften des von ihnen absorbierten Lichts aufweist. Nun, dies ist das Licht, das unsere Augen wahrnehmen, wenn wir ein Objekt sehen . Das heißt, Objekte senden Licht aus, aber nur, wenn sie es von außen und mit bestimmten Frequenzen empfangen. Beispielsweise absorbiert eine Frucht wie Erdbeere mit einer beliebigen Frequenz, strahlt jedoch nur das rote Licht wieder aus. Wir nehmen eine Lichtremission wahr und keine Reflexion.

Warum sehen wir den blauen Himmel?

Die in diesem Fall emittierte Lichtquelle ist die Sonne. Die Sonne strahlt einige Arten von Licht aus, deren Kombination wir als weißes Licht wahrnehmen. Dieses emittierte Licht geht durch den Weltraum und erreicht nach etwa acht Minuten die Schichten der Atmosphäre.

In der Atmosphäre gibt es mehrere Moleküle (die wie Atome auch Licht absorbieren und wieder abgeben). Von all diesen Molekülen ist das Stickstoffmolekül das wichtigste. Dieses Molekül hat die Eigenschaft, bei einer bestimmten Wellenlänge zu empfangen und in eine andere Richtung weiterzuleiten (als Rayleigh-Dispersion bekanntes Phänomen), jedoch entsprechend seiner Wellenlänge auf unterschiedliche Weise. Somit wird blaues Licht (kleine Wellenlänge) stärker gestreut als rotes Licht (große Wellenlänge).

Der Prozess beginnt mit dem Eintritt von Lichtstrahlen in die Atmosphäre. Diese Strahlen setzen sich aus Licht verschiedener Wellenlängen zusammen. Die Längen, die Rot, Gelb und Grün entsprechen, treten in die Atmosphäre ein, zerstreuen sich jedoch nicht, sondern wirken sich auf die Oberfläche aus oder kehren in den Weltraum zurück. Dabei werden die blauen Längen von den Partikeln der Atmosphäre dispergiert und reflektiert, was deren Dispersion erhöht. Dadurch färben sie den Himmel vollständig blau. Kurz gesagt, das blaue Licht bleibt am Himmel, während die anderen durch die Atmosphäre gehen.

Wie zuweilen zu sehen ist, ist es während des Sonnenuntergangs einfacher, bestimmte Rottöne am Himmel wahrzunehmen. Der Grund muss in der unterschiedlichen Position der Sonne in Bezug auf den Tag gesucht werden, die bestimmt, dass die Strahlen paralleler auf die Atmosphäre treffen, so dass sie sich weiter ausbreiten und weiter zerstreut sind als zu anderen Zeiten, so dass wir es sehen .

Wenn es also viele Wolken gibt oder der Himmel verschmutzt ist, können wir die blaue Farbe nicht gut wahrnehmen, aber wenn es klar ist, ja.

Kommt es auf anderen Planeten so vor?

Dieses Phänomen tritt nur auf den Planeten auf, auf denen sich eine Atmosphäre befindet (es hängt sogar von ihrer Zusammensetzung ab). Zum Beispiel hat der Planet Mars eine so dünne Atmosphäre, dass blaues Licht nicht in das Innere des Planeten eindringen kann, sodass eine rote Atmosphäre wahrgenommen wird. Während der Morgendämmerung auf diesem Planeten kann jedoch eine mehr blaue Atmosphäre gesehen werden, da die Dicke der Atmosphäre während der Sonnenuntergänge größer ist und daher eine größere Streuung des blauen Lichts ermöglicht.

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