Plavo nebo nastaje zbog Rayleigh-ovog rasipanja: kraće talasne dužine (plava i ljubičasta) jače se raspršuju u atmosferi. Ljudsko oko je osetljivije na plavu svetlost, pa zbog toga neboder vidimo plavim. Pri izlasku i zalasku Sunca svetlost prolazi većom debljinom atmosfere, pa dominiraju crvene i narandžaste nijanse.
Zašto je nebo plavo? Jednostavno objašnjenje fizike iza plavog svoda
Leaves against bright blue sunny sky | terimma / Shutterstock
Svakog vedrog dana gledamo u plavo nebo i retko razmišljamo o tome zašto vidimo baš tu boju. Odgovor leži u načinu na koji Sunčeva svetlost deluje sa molekulima u Zemljinoj atmosferi — i u načinu na koji naše oči reaguju na različite talasne dužine svetlosti.
Excerpt of Visible Solar Spectrum | Encyclopaedia Britannica/GettyImages
Šta je svetlost i šta su talasne dužine?
Svetlost prenosi energiju u obliku talasa čija je "veličina" opisana talasnom dužinom, merenom u nanometrima (nm). Vidljivi spektar obuhvata boje od ljubičaste (oko 380–435 nm), preko plave (435–500 nm), do crvene (625–740 nm). Različite talasne dužine percipiramo kao različite boje.
Prism refracting rainbow light | Brian A Jackson / Shutterstock
Zašto se plava raspršuje više?
Kada Sunčeva svetlost prolazi kroz atmosferu, sudara se sa molekulima kiseonika i azota i sitnim česticama. Kratke talasne dužine — posebno plava i ljubičasta — raspršuju se znatno jače od dugih. Fizika koja stoji iza toga naziva se Rayleigh-ovo rasipanje: intenzitet rasipanja raste približno kao 1/λ4, što znači da se talasne dužine kraće od drugih raspršuju mnogo intenzivnije.
Blue cloudy sky above open country road | ARTpok / Shutterstock
Zašto nebo vidimo plavim, a ne ljubičastim?
Iako se i ljubičasto svetlo raspršuje veoma snažno, naše oči su manje osetljive na ljubičasto nego na plavo. Dodatno, deo ljubičastog zračenja apsorbuje se u gornjim slojevima atmosfere. Zbog toga prevladava plava nijansa koju opažamo dok svetlost dolazi iz različitih delova neba.
Red sky setting over tree and plain | KensCanning / Shutterstock
Šta se dešava kada gledamo Sunce ili zalazak?
Direktno gledanje u Sunce nije dobro — tada vidimo izvor koji sadrži sve talasne dužine pa deluje veoma svetlo, skoro belo. Kada je Sunce nisko na horizontu, njegova svetlost putuje kroz veću debljinu atmosfere. Tokom ovog dužeg puta kraće talasne dužine (plava i zelena) praktično su uklonjene iz pravca direktnog pogleda, pa do nas stižu pretežno duže crvene i narandžaste komponente, što stvara raskošne zalaske i izlaske Sunca. Prisustvo aerosola i prašine dodatno intenzivira crvene tonove.
Stars in space against black | Triff / Shutterstock
Kratka istorija otkrića
John Tyndall je u 19. veku eksperimentalno pokazao uticaj čestica (koristeći dim u staklenoj cevi) i primetio da vazduh izgleda plavo kada se posmatra iz jedne, a crveno iz druge perspektive. Godine 1870. John William Strutt, poznat kao Lord Rayleigh, razvijao je matematičku teoriju koja je objasnila zašto molekuli vazduha raspršuju kraće talasne dužine češće od dužih.
Zašto je svemir crn?
Svemir izgleda crn jer, za razliku od Zemlje, većina prostora nema gustu atmosferu čestica koje bi raspršivale svetlost. Iako postoje brojne zvezde, objašnjenje za to da noć nije svetla daje se kroz Olbersov paradoks: univerzum ima konačnu starost (neke daleke svetlosti još nije stigla do nas) i širi se, pa se svetlost udaljenih galaksija razvuče izvan opsega vidljivog spektra.
Zaključak: Nebo je plavo zato što kratke talasne dužine svetla najviše rasipaju molekuli atmosfere (Rayleigh-ovo rasipanje), a ljudsko oko i apsorpcija u atmosferi čine da plava prevlada nad ljubičastom. Zalazak sunca menja paletu boja jer svetlost putuje kroz veću količinu atmosfere i kratke talasne dužine bivaju uklonjene iz direktnog pogleda.
Pomozite nam da budemo bolji.
