Bedste svar
Teori
Den første person, der korrekt udarbejdede detaljerne i den proces, der giver himmelens farve, var den engelske fysiker Lord John Rayleigh, der arbejdede i i slutningen af 1800-tallet. Rayleigh formodede korrekt, at himmelens blå farve var et resultat af spredning. Atmosfæren absorberer ikke lys, men molekylerne omdirigerer det. Og denne omdirigering er mere udtalt for kortere bølgelængder mod den blå eller violette ende af spektret. Isaac Newtons eksperimenter med prismer havde vist to hundrede år før, at hvidt lys er sammensat af de individuelle farver i det synlige lysspektrum – rød, orange, gul, grøn, blå og violet. Vi ved nu, at lys er en elektromagnetisk bølge, og spektret kommer fra kontinuummet af bølgelængder og frekvenser, der går fra rød (lang bølgelængde og lav frekvens) til violet (kort bølgelængde og høj frekvens.) Elektromagnetiske bølger er bølger af elektriske og magnetiske felter . Disse felter interagerer med elektronerne i luftens molekyler. Fordi luftmolekylerne er meget mindre end lysets bølgelængde, er denne interaktion meget stærkere for kortere bølgelængder.
Når lyset passerer gennem atmosfæren, absorberer og genoptager atomerne lyset. Dette ændrer ikke lysets intensitet, men det ændrer retningen. Og denne retningsændring – som vi kalder spredning – er ti gange mere udtalt for violet lys end for rødt. Denne særlige form for spredning kaldes selektiv spredning eller Rayleigh-spredning . Blåt lys har en kort bølgelængde og en høj frekvens, så det er stærkt spredt. Når du ser op mod himlen, er ethvert lys, du ser, blevet omdirigeret mod dine øjne – det er blevet spredt. Fordi du kun ser spredt lys, ser himlen blå ud. Men violet lys har en endnu kortere bølgelængde og en højere frekvens end blåt lys, så efter alt at dømme skal himmellyset være violet! Det ser ud til, at der er mere i historien! Hvis vi bedømmer efter den mest fremtrædende farve, er himlen violet. Men himlen ser blå ud på grund af begrænsningerne i vores øjne. Vores følsomhed over for lys falder, når vi når de korteste bølgelængder i det synlige spektrum. Den violette er der, men vores øjne registrerer den kun svagt. Det vi ser er blåt – findes i store mængder og let detekteres af vores øjne.
Referencer:
Article: Why is the sky purple?
Source: http://littleshop.physics.colostate.edu/tenthings/SkyPurple.pdf
Courtesy: Colorado State University
Date: NA
Image: http://wallcook.com/wp-content/uploads/2014/03/chilling-at-sunset-1920x1080-hd-nature--602x338.jpg
Svar
Der er flere andre gode svar om, hvordan himlen kan bliver faktisk lilla fra tid til anden.
Jeg vil svare på, hvordan du kan himlen skal være lilla (ja, i det mindste magenta), selv fraværende usædvanlige atmosfæriske forhold!
Menneskelig farvesyn
Først lidt baggrund. Menneskelige øjne har sensorer, der reagerer på tre skiver af spektret: omtrent rød , grøn , og blå – hvilket betyder, at disse farver betragtes som de primære (mere specifikt additive primærvalg – fordi du kan konstruere en hvilken som helst farve, som et menneske kan opfatte ved at tilføje disse tre lysfarver sammen i den rigtige blanding. Farven hvid opfattes specifikt for en blanding af alle tre: rød + grøn + blå. Hvis du tager hvid, og filtrer rødt ud, får du en blanding af hvid – rød = grøn + blå, hvilket er cyan . Tilsvarende er hvid – grøn rød + blå eller magenta , og hvid – blå er rød + grøn = gul . Cyan, magenta og gul betragtes subtraktive primærvalg , fordi med cyan-, magenta- og gule filtre (
maling ) på hvidt papir, kan du også blande enhver farve, øjet kan opfatte. (Malere forenkler undertiden forkert farver i cyan, magenta, gul, til blå, rød og gul, men du har virkelig brug for cyan og magenta maling snarere end blå og rød, hvis du vil male alle mulige farver.)
Perceptuel farve
Når du observerer verden, har mange af de ting, du ser farver, som du er fortrolig med – mange af dem hvide, grå eller andre neutrale farver. Dine øjne (eller visuel hjerne, virkelig) har tendens til at justere sig selv, så hvis du belyser verden med en anden farve end normalt hvidt sollys, opfatter du stadig de normale ting, som du ville forvente.
Et observationseksperiment
Som et eksperiment skal du stå eller sidde under en stor grøn gennemsigtig solskærm. Jeg rejste engang over Middelhavet med en færge med en grøn plexiglas solskærm, hvilket fik mig til at observere følgende effekter og grunden til det. Antag at du tilfældigvis kigger på din guidebog til Italien, trykt på hvidt papir. Men sollyset filtreret gennem det grønne tag er for det meste grønt lys. Din hjerne indstiller, hvordan den opfatter verdens farve ved at trække meget grønt ud, så den side, som du ved er hvid, stadig vises hvid, selv gennem en farvemåling instrument ville erklære, at det reflekterede lys for det meste er grønt. En lignende effekt sker, når du ser, at du ejer din hud (vi er utroligt følsomme over for hudens toner (og andre i nærheden). Så efter et par minutter har din hjerne en stor “grøn reduktion” -faktor anvendt på alt hvad du ser .
Se nu ud i horisonten – som normalt er en lyseblå, næsten hvid. Træk også meget grønt fra det og presto – himlen ser magenta ud (hvid – grøn = rød + blå = magenta). Gå til kanten af dækket, og når andelen af dit synsfelt badet i ikke-naturligt grønt lys krymper, og selve himlen optager et større del af dit synsfelt, og himlen vender gradvist tilbage til sin normale farve. Årsagen til, at selve himlen ikke “normaliserer” dit syn, er at kun en lille del af dit synsfelt fra under den grønne solskærm er himmel, og din stakkels forvirrede hjerne fortsætter med at tilpasse sig den dominerende del af dit synsfelt, badet i grønfarvet lys.