Najlepsza odpowiedź
Teoria
Pierwszą osobą, która poprawnie opracowała szczegóły procesu, który powoduje powstanie koloru nieba, był angielski fizyk Lord John Rayleigh, pracujący w koniec XIX wieku. Rayleigh słusznie przypuszczał, że niebieski kolor nieba był wynikiem rozpraszania. Atmosfera nie pochłania światła, ale molekuły go przekierowują. A to przekierowanie jest bardziej wyraźne dla krótszych długości fal w kierunku niebieskiego lub fioletowego końca widma. Eksperymenty Izaaka Newtona z pryzmatami pokazały dwieście lat wcześniej, że białe światło składa się z poszczególnych kolorów widma światła widzialnego – czerwonego, pomarańczowego, żółtego, zielonego, niebieskiego i fioletowego. Teraz wiemy, że światło jest falą elektromagnetyczną, a widmo pochodzi z kontinuum fal i częstotliwości przechodzących od czerwieni (długa długość fali i niska częstotliwość) do fioletu (krótka długość fali i wysoka częstotliwość). Fale elektromagnetyczne to fale pól elektrycznych i magnetycznych. . Pola te oddziałują z elektronami w cząsteczkach powietrza. Ponieważ cząsteczki powietrza są znacznie mniejsze niż długość fali światła, oddziaływanie to jest znacznie silniejsze dla krótszych fal.
Gdy światło przechodzi przez atmosferę, atomy w rzeczywistości pochłaniają i ponownie emitują światło. Nie zmienia to intensywności światła, ale zmienia kierunek. Ta zmiana kierunku – którą nazywamy rozpraszaniem – jest dziesięć razy bardziej wyraźna w przypadku światła fioletowego niż w przypadku czerwieni. Ten szczególny typ rozpraszania nazywany jest rozpraszaniem selektywnym lub rozpraszaniem Rayleigha . Niebieskie światło ma krótką długość fali i wysoką częstotliwość, więc jest silnie rozproszone. Kiedy patrzysz w niebo, każde światło, które widzisz, zostało skierowane w kierunku twoich oczu – zostało rozproszone. Ponieważ widzisz tylko rozproszone światło, niebo wydaje się niebieskie. Ale światło fioletowe ma jeszcze krótszą długość fali i wyższą częstotliwość niż światło niebieskie, więc pod każdym względem światło nieba powinno być fioletowe! Wydaje się, że w tej historii jest coś więcej! Jeśli oceniamy po najbardziej wyrazistym kolorze, niebo jest fioletowe. Ale niebo wydaje się niebieskie z powodu ograniczeń naszych oczu. Nasza wrażliwość na światło spada, gdy osiągamy najkrótsze długości fal widzialnego widma. Jest tam fiolet, ale nasze oczy wyczuwają go tylko słabo. To, co widzimy, jest niebieskie – obecne w dużych ilościach i łatwe do wykrycia przez nasze oczy.
Źródła:
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
Odpowiedź
Istnieje kilka innych świetnych odpowiedzi na temat tego, jak niebo może faktycznie staje się purpurowy od czasu do czasu.
Odpowiem, jak możesz postrzegać aby niebo było fioletowe (przynajmniej magenta), nawet bez niezwykłych warunków atmosferycznych!
Ludzkie widzenie kolorów
Najpierw trochę informacji. Ludzkie oczy mają czujniki, które reagują na trzy wycinki widma: z grubsza czerwony , zielony , i niebieski – co oznacza, że te kolory są uważane za kolory podstawowe (a dokładniej addytywne kolory podstawowe – ponieważ możesz skonstruować dowolny kolor, jaki może dostrzec człowiek, dodając te trzy kolory światła razem w odpowiedniej mieszaninie. Kolor biały jest postrzegany w szczególności dla mieszanki wszystkich trzech: czerwonego + zielonego + niebieskiego. Jeśli weźmiesz biały i odfiltrowując czerwony, otrzymujesz mieszankę biało-czerwoną = zieloną + niebieską, czyli cyjan . Podobnie biało-zielony to czerwony + niebieski lub magenta , a biały – niebieski to czerwony + zielony = żółty . Cyjan, magenta i żółty są uważane za subtraktywne kolory podstawowe , ponieważ z filtrami cyjan, magenta i żółtym (
farby ) na białym papierze, możesz również mieszać dowolny kolor, który dostrzeże oko. (Malarze czasami niepoprawnie upraszczają kolory cyjan, magenta, żółty, niebieski, czerwony i żółty, ale naprawdę potrzebujesz farby cyjan i magenta zamiast niebieskiej i czerwonej, jeśli chcesz pomalować wszystkie możliwe kolory.)
Kolor percepcji
Kiedy obserwujesz świat, wiele rzeczy, które widzisz, ma kolory, które są ci całkiem dobrze znane – wiele z nich je białe, szare lub w innym neutralnym kolorze. Twoje oczy (lub tak naprawdę mózg wzrokowy) mają tendencję do samoregulacji, więc jeśli oświetlasz świat kolorem innym niż normalne białe światło słoneczne, nadal postrzegasz normalne rzeczy tak, jak byś tego oczekiwał.
Eksperyment obserwacyjny
W ramach eksperymentu stań lub usiądź pod dużym zielonym półprzezroczystym daszkiem przeciwsłonecznym. Kiedyś podróżowałem przez Morze Śródziemne promem z osłoną przeciwsłoneczną z zielonego pleksiglasu, co spowodowało, że zauważyłem następujące efekty i powód, dla którego. Załóżmy, że przeglądasz swój przewodnik po Włoszech wydrukowany na białym papierze. Ale światło słoneczne przefiltrowane przez zielony dach to głównie światło zielone. Twój mózg dostraja, jak postrzega kolor świata , odejmując dużo zieleni, aby strona, którą Ty wiem jest biały, nadal pojawia się biały, nawet po mierzącym kolor instrument zadeklarowałby, że odbite od niego światło jest głównie zielone. Podobny efekt występuje, gdy widzisz swoją własną skórę (jesteśmy niesamowicie wrażliwi na tony naszej skóry (i innych w pobliżu). Dlatego po kilku minutach Twój mózg ma duży współczynnik „zielonej redukcji” zastosowany do wszystko, co widzisz .
Teraz spójrz na horyzont – który zwykle jest bladoniebieski, prawie biały. Odejmij też dużo zieleni i presto – niebo wygląda na purpurowe (biało – zielone = czerwone + niebieskie = karmazynowe) .Podejdź do krawędzi pokładu, a wraz ze zmniejszeniem się części pola widzenia skąpanego w nienaturalnym zielonym świetle, a samo niebo zajmie większy część pola widzenia, a niebo stopniowo wraca do swojego normalnego koloru. Powodem, dla którego samo niebo nie „normalizuje” Twojego widzenia jest to, że spod zielonego cienia tylko niewielka część pola widzenia jest niebo, a twój biedny, zdezorientowany mózg nadal dostosowuje się do przeważającej części twojego pola widzenia, skąpanego w zielonkawym świetle.