Warum ist der Himmel blau?

Die Natur gibt einige Rätsel auf, wie bestimmte Dinge so sind, wie sie sind. Die Farbe des Himmels ist ein natürliches Phänomen, das verschiedene Meinungen und mythische und wissenschaftliche Erklärungen angezogen hat. An klaren Tagen ist der Himmel blau, wobei die Farbe manchmal mehr weißlich ist, besonders zum Horizont hin. Verschiedene Wissenschaftler haben verschiedene Theorien entwickelt, um die blaue Farbe zu erklären. Die meisten Wissenschaftler sind sich einig, dass die Atmosphäre zur Farbe des Himmels beiträgt. Ein solcher Mythos beinhaltet die Erklärung, dass der Himmel blau ist, da das Licht der Sonne die blaue Farbe der Ozeane widerspiegelt. Diese Erklärung ist jedoch falsch, da das gleiche Phänomen der Lichtabsorption in der Atmosphäre auch im Wasser auftritt, da die längeren Lichtwellen tiefer absorbiert werden als die kurzen blauen Strahlen.

Lichtstreuung

Die am weitesten verbreitete Theorie zur Erklärung der blauen Farbe des Himmels ist die Streuung des Lichts durch die Atmosphäre. Die Atmosphäre besteht aus Gasen und anderen Partikeln, die mit Lichtpartikeln kollidieren und diese in verschiedene Richtungen und Intensitäten streuen. Licht besteht aus einem Spektrum von sieben Farben mit unterschiedlichen Wellenlängen. Zu diesen Farben gehören Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Indigo und Violett, deren Partikel ungleichmäßig verteilt sind. Blaues Licht breitet sich mit kürzeren Wellenlängen aus und wird stärker gestreut als die anderen Farben, wenn das Sonnenlicht durch die Luft fällt. Blaue Farbe hat auch eine höhere Frequenz im Vergleich zu roter Farbe und streut mehr. Diese Streuung und Rückstreuung erzeugt einen Effekt, bei dem der Himmel blau erscheint. Licht breitet sich geradlinig in alle Richtungen aus. Während dieser Bewegungen stößt es mit Gaspartikeln und anderen Materialien in der Atmosphäre zusammen, die das Licht absorbieren und eine ähnliche Lichtfarbe ausstrahlen wie die, die absorbiert wurde.

Tyndall- und Rayleigh-Theorien

John Tyndall, ein Wissenschaftler aus dem 19. Jahrhundert, war der erste, der eine korrekte Theorie der blauen Farbe des Himmels entwickelte. Lord Rayleigh erläuterte Tyndalls Theorie der Lichtstreuung durch die Atmosphäre. Rayleigh führte weitere Studien zum Verhalten von Licht durch und gelangte schließlich zu dem Schluss, dass blaues Licht mehr gestreut wird als rotes Licht. Er schätzte, dass das blaue Licht um den Faktor 10 stärker gestreut wird als die rote Farbe. Zuvor glaubten Wissenschaftler, dass Staub- und Wasserteilchen in der Atmosphäre zur Absorption und Streuung des Lichts beitragen. Die Theorien wurden entkräftet, da der Himmel mit wechselnden Mengen von atmosphärischem Staub und Wasser seine Farbe ändern würde.

Biologie

Die Farbe des Himmels wurde auch mit den Rezeptoren in unseren Augen in Verbindung gebracht, die sich in ihrer Empfindlichkeit gegenüber verschiedenfarbigen Auslösern unterscheiden. Die Farbkegel nehmen Farben von Wellenlängen unterschiedlich wahr. Von blauen Rezeptoren ist bekannt, dass sie empfindlicher sind als von roten und grünen. Daher ist es wahrscheinlicher, dass wir die blauen Lichtteilchen wahrnehmen, die vom Sonnenlicht gestreut wurden.

Variationen in der Himmelsfarbe

Gegen den Horizont am frühen Morgen oder bei Sonnenuntergang erscheint die Farbe des Himmels weiß oder rot. Das weißliche Erscheinungsbild des Himmels ist auf die stärkere Streuung des blauen Lichts durch die atmosphärischen Partikel zurückzuführen, die sich durch die Luft bewegen. Durch die Streuung wird das blaue Licht stärker gestreut, sodass es von weitem blasser aussieht. Wenn die Sonne tiefer in den Himmel fällt, durchdringt das Licht mehr Luft und streut so auch die längeren Lichtwellen. Dadurch werden die roten Lichtwellen besser sichtbar, da die blauen bereits stärker gestreut sind, da sie eine längere Strecke zurücklegen, bevor sie das Auge erreichen.

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