Paras vastaus
teoria
Ensimmäinen taivaanvärin herättävän prosessin yksityiskohtien oikea selvitystyö oli englantilainen fyysikko Lord John Rayleigh, joka työskenteli 1800-luvun loppu. Rayleigh arveli oikein, että taivaan sininen väri johtui sironnasta. Ilmakehä ei absorboi valoa, mutta molekyylit ohjaavat sen uudelleen. Ja tämä uudelleenohjaus on selvempi lyhyemmillä aallonpituuksilla kohti spektrin sinistä tai violettia päätä. Isaac Newtonin kokeet prismoilla olivat osoittaneet kaksisataa vuotta aiemmin, että valkoinen valo koostuu näkyvän valospektrin yksittäisistä väreistä – punaisesta, oranssista, keltaisesta, vihreästä, sinisestä ja violetista. Tiedämme nyt, että valo on sähkömagneettinen aalto, ja spektri tulee aallonpituuksien ja taajuuksien jatkuvuudesta, joka siirtyy punaisesta (pitkä aallonpituus ja matala taajuus) violettiin (lyhyt aallonpituus ja korkea taajuus). Sähkömagneettiset aallot ovat sähkö- ja magneettikenttien aaltoja. . Nämä kentät ovat vuorovaikutuksessa ilman molekyylien elektronien kanssa. Koska ilmamolekyylit ovat paljon pienempiä kuin valon aallonpituus, tämä vuorovaikutus on paljon vahvempi lyhyemmillä aallonpituuksilla.
Kun valo kulkee ilmakehän läpi, atomit absorboivat ja palauttavat valon uudelleen. Tämä ei muuta valon voimakkuutta, mutta se muuttaa suuntaa. Ja tämä suunnanmuutos – jota kutsumme sironnaksi – on kymmenen kertaa voimakkaampi violetille valolle kuin punaiselle. Tätä erityistä sirontatyyppiä kutsutaan selektiiviseksi sironnaksi tai Rayleigh-sironnaksi . Sinisellä valolla on lyhyt aallonpituus ja korkea taajuus, joten se on voimakkaasti hajallaan. Kun katsot taivaalle, kaikki näkemäsi valot on suunnattu silmiisi – se on sironnut. Koska näet vain hajavaloa, taivas näyttää siniseltä. Mutta violetilla valolla on vielä lyhyempi aallonpituus ja korkeampi taajuus kuin sinisellä valolla, joten kaikin tavoin taivaan valon pitäisi olla violetti! Vaikuttaa siltä, että tarinassa on enemmän! Jos arvioimme näkyvimmän värin perusteella, taivas on violetti. Mutta taivas näyttää siniseltä silmiemme rajoitusten vuoksi. Herkkyys valolle vähenee, kun saavutamme näkyvän spektrin lyhyimmät aallonpituudet. Violetti on olemassa, mutta silmämme havaitsevat sen vain heikosti. Se, mitä näemme, on sinistä – läsnä suurina määrinä ja helposti havaittavissa silmiämme.
Viitteet:
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
Vastaus
On olemassa useita muita hienoja vastauksia siitä, miten taivas voi muuttuu todella violetiksi ajoittain.
Vastaan siihen, miten voit havaita taivaan on oltava purppuraa (no, ainakin magentaa), jopa ilman epätavallisia ilmasto-olosuhteita!
Ihmisen värinäkö
Ensinnäkin hieman taustaa. Ihmissilmissä on antureita, jotka reagoivat kolmeen spektriviipaleeseen: karkeasti punainen , vihreä , ja sininen – mikä tarkoittaa, että näitä värejä pidetään ensisijaisina (tarkemmin sanottuna lisäaineiden ensisijaisuudet – koska voit rakentaa minkä tahansa värin, jonka ihminen voi havaita lisäämällä nämä kolme valon väriä yhteen oikeaan seokseen. Valkoinen väri havaitaan erityisesti kaikkien kolmen sekoitukselle: punainen + vihreä + sininen. Jos otat valkoisen ja suodattaa punainen, saat sekoituksen valkoista – punainen = vihreä + sininen, joka on syaani . Vastaavasti valkoinen – vihreä on punainen + sininen tai purppura ja valkoinen – sininen on punainen + vihreä = keltainen . Syaani, purppura ja keltainen katsotaan vähennyslaskurit , koska syaani-, purppura- ja keltaisilla suodattimilla (
maalaa ) valkoiselle paperille, voit myös sekoittaa mitä tahansa väriä, jonka silmä havaitsee. (Maalarit yksinkertaistavat joskus väärin syaanin, purppuran, keltaisen, sinisen, punaisen ja keltaisen päämaalin värit, mutta tarvitset todella syaani ja purppuramaalia sinisen ja punaisen sijaan, jos haluat maalata kaikki mahdolliset värit.)
Havaintoväri
Kun tarkkailet maailmaa, monissa näkemissäsi väreissä olet melko tuttu – monet ne valkoinen, harmaa tai muu neutraali väri. Silmäsi (tai todellakin visuaaliset aivosi) pyrkivät itse säätymään niin, että jos valaisit maailmaa muulla kuin normaalilla valkoisella auringonvalolla, havaitset silti normaalit asiat odottaessasi.
Havainnointikokeilu
Kokeiluna seiso tai istu suuren vihreän, läpikuultavan auringon varjossa. Matkustin kerran Välimeren yli lautalla, jossa oli vihreä pleksilasinen aurinkovarjostin, mikä sai minut havaitsemaan seuraavat vaikutukset ja syyn. Oletetaan, että satut katsomaan valkoiselle paperille painettua opaskirjaasi Italiaan. Vihreän katon läpi suodatettu auringonvalo on kuitenkin enimmäkseen vihreää valoa. Aivosi virittää miten se havaitsee maailman värin vähentämällä paljon vihreää siten, että sivu, jonka tiedä on valkoinen, silti näkyy valkoinen jopa väriä mittaavan instrumentti ilmoittaisi, että siitä heijastuva valo on enimmäkseen vihreää. Samanlainen vaikutus tapahtuu, kun näet omistavan ihosi (olemme hämmästyttävän herkkiä ihomme sävyille (ja muille lähellä oleville). Joten muutaman minuutin kuluttua aivoissa on suuri ”vihreä vähennys” -kerroin, jota sovelletaan kaikki mitä näet .
Katsokaa nyt horisonttia – joka on normaalisti vaaleansininen, melkein valkoinen. Vähennä myös paljon vihreää ja presto – taivas näyttää magentalta (valkoinen – vihreä = punainen + sininen = purppura). Kävele kannen reunalle, ja kun luonnontilaisessa vihreässä valossa uivan näkökentän osuus kutistuu, ja taivas itse vie suuremman osa näkökentästäsi ja taivas muuttuu vähitellen takaisin normaaliksi. Syynä siihen, että taivas itsessään ei ”normalisoi” näkösi, on se, että vihreän aurinkovarjoksen alta vain pieni osa näkökentästäsi on taivas, ja köyhät hämmentyneet aivosi sopeutuvat edelleen visuaalisen kentän hallitsevaan osaan vihreässä sävyssä.