Varför är himlen blå?

Experimentet som förklarar varför himlen är blå och solnedgången röd

 

 

        

 

Då solljus går genom atmosfären sprids olika färger olika mycket när ljuset träffar luftpartiklarna. Blått ljus sprids ut i alla riktningar, medan rött ljus går mera opåverkat rakt fram. Därför ser den molnfria himlen blå ut överallt, medan den nedåtgående solen blir röd.

 

En genomskinlig, avlång (minst 20 cm lång) plast- eller glasbehållare med plana ytor, t.ex. ett litet akvarium

En diabildsprojektor eller en starkt lysande ficklampa

Mjölkpulver (torrmjölk)

Två bitar styv kartong, 5cm x 5cm och 2cm x 2cm

Hålslag att göra hål med

Sax

Tejp

Vit vägg eller projektorduk

Ett par solglasögon med polaroider

 

(15 minuter)

Klipp till de båda kartongbitarna och slå hål mitt i den lilla med hjälp av hålslaget. Klipp ett större hål i den stora biten och tejpa fast det lilla hålet mitt över det stora. Sätt "hålet" i diaprojektorn och fokusera så att du får en skarp bild av hålet på en vit vägg eller en projektionsduk. Fyll skålen med vatten och placera den så att ljusstrålen går rakt igenom skålen. Tillsätt torrmjölk, en nypa i taget, och rör om tills du tydligt ser ljusstrålens väg genom vattnet. Allra bäst syns det om du experimenterar i ett mörklagt rum. Experimenterar du med en ficklampa bör du inte skicka ljuset genom ett litet hål eftersom ljusstrålen då blir alltför svag. Med ficklampa blir alltså ljusknippet mera utbrett och effekterna lite svårare att se.

 

 

Titta på ljusstrålen både uppifrån och från sidorna. Om du gör experimentet med en ficklampa kan du också titta på ljuset rakt framifrån så som bilden visar.

I alla riktningar utom rakt fram ser ljusstrålen blå-vit ut. Rakt fram får du däremot en gul-orange bild av hålet. (Har du svårt att se den gul-orange färgen ska du tillsätta lite mer mjölkpulver.)

Det vita ljuset från projektorn innehåller alla färger: rött, orange, gult, grönt, blått och violett. När ljuset går genom vattnet krockar det med mjölkpartiklarna. Vid kollisionen sprids en del av ljuset ut i olika riktningar. Blått ljus sprids betydligt mer än rött eftersom det blåa ljuset påverkar partiklarna (och därmed påverkas av partiklarna) mer än det röda. Rött ljus går alltså relativt obehindrat rakt fram, förbi mjölkpartiklarna, medan det blåa ljuset sprids ut i alla riktningar. Du kan se att ju längre sträcka ljuset går genom vattnet, desto gul-rödare blir ljusstrålen.

På samma sätt är det med solens ljus när det går genom atmosfären. När det blåa ljuset träffar luftens molekyler sprids det i alla riktningar - det röda blir kvar och går rakt fram. När du tittar upp mot himlen är det det spridda blåa ljuset som du ser. Tittar du rakt mot solen ser solen gulaktig ut. När solen är på väg ner (eller upp) går ljuset en längre väg genom atmosfären och därför försvinner också en större del av det blåa ljuset. Resultatet blir att den nedåtgående solen ser gul-röd ut när du tittar rakt mot den.

Violett ljus sprids ännu mer än blått, men eftersom solljuset totalt sett innehåller väldigt lite violett, kommer det aldrig att dominera över himlens blåa färg.

 

Spridningen av ljus innebär också att ljuset delvis polariseras. Att ljus är polariserat kan man upptäcka genom att titta på det genom ett par polaroidglasögon. När man vrider på glasögonen kommer man att se att ljuset blir mycket svagare i vissa riktningar.

Titta på ljusstrålen i vattnet ovanifrån eller från sidan, genom polaroidglasögonen. Vrid på huvudet och se hur ljusstrålens intensitet varierar. (Lättare är kanske att hålla glasögonen framför ögat och vrida glasögonen!)

Prova också med att sätta en polaroid mellan projektorn och vattenbehållaren, se figuren.

Då polariseras ljuset innan det går in i vattnet. Tittar man då på ljusstrålen ovanifrån respektive från sidan kan man se att det polariserade ljuset bara sprids i vissa riktningar. För en viss polarisationsriktning sprids ljuset bara uppåt, för en annan sprids det bara åt sidan.

 

 

10949 besök sedan 16 oktober 2012

ämnen | dokumentation

 

Materialet hämtat från och översatt med tillstånd av The Exploratorium, San Francisco http://www.exploratorium.edu av Nationellt Resurscentrum för Fysik, http://www.fysik.org