די סיבה פארוואס דער הימל איז בלוי
א בלויער הימל איז א טעגלעכער בילד וואָס מיר נעמען אָפט פֿאַר זעלבסטפֿאַרשטענדלעך. אָבער, הינטער דעם שיינעם בלויען הימל ליגט אַ פֿאַרכאַפּנדיקע און גאַנץ קאָמפּליצירטע פֿיזישע דערשיינונג. פֿאַרוואָס איז דער הימל בלוי? כּדי צו פֿאַרשטיין דעם דערשיינונג, דאַרפֿן מיר זיך פֿאַרטיפֿן אין די גרונט־באַגריפֿן פֿון אַטמאָספֿערישער פֿיזיק, ליכט־פֿאַרשפּרייטונג, און די אינטעראַקציע צווישן זונשייַן און אונדזער ערד־אַטמאָספֿערע.
זונשייַן און די קאָליר ספּעקטרום
זונשייַן קוקט ווייס אויס פאר אונדזערע אויגן, אבער עס איז אין פאַקט צוזאַמענגעשטעלט פון פילע פארבן וואָס מען קען זען אין דעם ליכט ספּעקטרום. דער ספּעקטרום באַשטייט פון די פארבן פון רעגנבויגן: רויט, מאַראַנץ, געל, גרין, בלוי, אינדיגאָ און וויאָלעט. יעדער קאָליר אין דעם ספּעקטרום האט אַן אַנדערע כוואַליע לענג, פון אַרום 700 נאַנאָמעטער פֿאַר רויט ביז אַרום 400 נאַנאָמעטער פֿאַר וויאָלעט.
ווען זונשייַן גייט אַרײַן אין דער ערד'ס אַטמאָספֿערע, אינטעראַקטירט עס מיט קליינע מאַלעקולן און פּאַרטיקלען אין דער אַטמאָספֿערע. דאָס איז די דערשיינונג וואָס פאַראורזאַכט אַז די קאָליר פֿון הימל זאָל זיך ענדערן לויט דער צײַט פֿון טאָג און די באַדינגונגען. ריילי סקאַטערינג איז דער שליסל צו פֿאַרשטיין פאַרוואָס דער הימל דערשיינט טיפּיש בלוי.
ריילי סקאַטערינג
ריילי צעשפּרייטונג איז די דערשיינונג פון ליכט צעשפּרייטונג דורך פּאַרטיקלען פיל קלענער ווי די כוואַליע לענג פון די ליכט זיך. דער ווירקונג איז גערופן נאָך באַראָן דזשאַן וויליאם סטראַט, בעסער באַקאַנט ווי לאָרד ריילי, אַן ענגלישער פיזיקער וואָס האָט ערשטער דערקלערט די דערשיינונג אין די שפּעט 19טן יאָרהונדערט.
ביי רייליי סקאַטערינג, איז די אינטענסיטעט פון דעם צעוואָרפענעם ליכט אומקערלעך פּראָפּאָרציאָנעל צום פערטן פּאָטענציאַל פון דער כוואַליע לענג פון ליכט. דאָס מיינט אַז ליכט מיט קירצערע כוואַליע לענג (ווי בלוי און וויאָלעט) איז מער צעוואָרפען ווי ליכט מיט לענגערע כוואַליע לענג (ווי רויט און מאַראַנץ).
כאָטש וויאָלעט ליכט איז מער צעוואָרפן ווי בלוי ליכט, איז דאָס מענטשלעכע אויג מער סענסיטיוו צו בלוי און גרין ליכט. דעריבער, כאָטש עס איז מער לילאַ ליכט צעוואָרפן איבערן הימל, דערשיינט דער הימל בלוי פֿאַר אונדז.
ערד'ס אטמאספערע
די ערד'ס אטמאספערע איז צוזאמענגעשטעלט פון פארשידענע גאזן, אריינגערעכנט שטיקשטאף (ארום 78%) און זויערשטאף (ארום 21%). עס אנטהאלט אויך ארגאן, קוילן דיאקסייד, נעאן, און עטלעכע אנדערע גאזן אין קלענערע מאָסן. די פּאַרטיקלען שפּילן אַ ראָלע אין צעשפּרייטן ליכט.
ווען זונשייַן גייט אַרײַן אין דער אַטמאָספֿערע, ווערן אירע קורצע כוואַליע־לענג צעשפּרייט אין אַלע ריכטונגען דורך גאַז־מאָלעקולן. בלוי ליכט, מיט איר קירצערער כוואַליע־לענג, ווערט צעשפּרייט מער עפֿעקטיוו ווי רויט ליכט, מיט איר לענגערער כוואַליע־לענג. דעריבער, ווען מיר קוקן אַרויף צום הימל, זען מיר אַ הימל צעשפּרייט מיט בלוי ליכט פֿון אַלע ריכטונגען.
אבער, ווען די זון איז אויפן האריזאנט, ווי למשל ביי זונ-אויפגאנג אדער זונ-אונטערגאנג, מוז איר ליכט דורכגיין א דיקערע שיכט פון דער אטמאספערע. בלוי ליכט ווערט פריער פארשפרייט אין אלע ריכטונגען און דערגרייכט נישט אונזערע אויגן. פארקערט, ליכט מיט לענגערע כוואליע-לענג, ווי רויט און אראנדזש, ווערט נישט אזוי אינטענסיוו פארשפרייט ווי בלוי ליכט און דערגרייכט אונזערע אויגן, ממילא זעען מיר די זון אלס אראנדזש אדער רויט.
פאַרפּעסטיקונג און איר ווירקונג אויף הימל קאָליר
אין צוגאב צו נאטירלעכע גאז-פארטיילן אין דער אטמאספערע, קענען פארשידענע פארפּעסטיקונגען אויך אפעקטירן דעם קאליר פון הימל. פארפּעסטיקונגען ווי רויך, שטויב, און אייראזאל פארטיילן קענען פאראורזאכן Mie צעשפרייטונג, וואס איז אנדערש פון Rayleigh צעשפרייטונג ווייל עס באשטייט פון פארטיילן וואס זענען פארגלייכבאר אין גרייס צו דער כוואליע-לענג פון דעם צעשפרייטן ליכט.
מיע צעשפּרייטונג האט נישט קיין שטארקע כוואַליע-לענג אָפּהענגיקייט, אַזוי אַלע קאָלירן זענען צעשפּרייט בערך גלייך. דאָס קען מאַכן דעם הימל דערשייַנען ווייס אָדער גרוי. אין שטעט מיט הויכע לעוועלס פון לופט פאַרפּעסטיקונג, זען מיר אָפט הימלען דערשייַנען טונקעלער און ווייניקער בלוי ווי אין ריינערע דאָרפישע געביטן.
דערצו קען לופט פארפעסטיקונג אויך פאראורזאכן אנדערע דערשיינונגען ווי זויער רעגן און פאטאכעמישער סמאג, וואס נישט נאר אפעקטירן די קאליר פון הימל נאר אויך לופט קוואליטעט און מענטשליכע געזונט.
סעזאָנאַל ענדערונגען און געאָגראַפֿישע לאָקאַציע
סעזאנעלע ענדערונגען ווירקן אויך אויף די קאליר פון הימל. אין זומער, טענדירט די לופט צו זיין ריינער און טרוקענער, מאכנדיג ריילי צעשפרייטונג מער עפעקטיוו און דער הימל דערשיינט העלער בלוי. דערווייל, אין די רעגנדיקע אדער ווינטער סעזאנען, פארדעקן הויכע הומידיטי און וואלקנס אפט דעם הימל, מאכנדיג עס דערשיינען עטוואס טונקעלער אדער גרויער.
געאגראפישע לאקאציע ווירקט אויך אויף די קאליר פון הימל. אין פאלארע געגנטן, שטארקע ווינטן און ריינע לופט מאכן אפט פאלארע הימלען אויסזען זייער בלוי און קלאר. פארקערט, אין געגנטן לעבן דעם עקוואַטאָר, קען דער הימל אויסזען ווייסער אדער גרויער צוליב הויכער הומידיטי און אָפטע וואלקן-פאָרמאַציע.
קעסימפּולאַן
דער הימל וואָס מיר זען יעדן טאָג קוקט אויס בלוי צוליב רייליי צעשפּרייטונג, אַ פיזישע דערשיינונג אין וועלכער ליכט מיט קירצערע כוואַליע לענגקטס, ווי בלוי, ווערט שטאַרקער צעשפּרייט דורך קליינע פּאַרטיקלעך אין דער אַטמאָספער. אונדזערע אויגן זענען מער סענסיטיוו צו בלוי ליכט ווי צו וויאָלעט ליכט, אַזוי דער הימל קוקט אויס בלוי כאָטש וויאָלעט ליכט איז אויך מער צעשפּרייט.
דערצו, פארשידענע אנדערע פאקטארן ווי לופט פארפעסטיקונג, סעזאנען, און געאגראפישע לאקאציע שפילן אויך א ראלע אין באשטימען די קאליר פון הימל. דורך פארשטיין די דערשיינונגען, קענען מיר בעסער אפשאצן די אויסזעענדליך פשוטע אבער גאר קאמפליצירטע שיינקייט פון נאטור.
אַלזאָ, ווען איר קוקט אויף דעם בלויען הימל אין אַ קלאָרן טאָג, געדענקט אַז עס איז פֿאַראַן פֿאַרכאַפּנדיקע וויסנשאַפֿט הינטער יענער זיכטבארער שיינקייט. די וועלט איז פֿול מיט סודות, און דער בלויער הימל איז נאָר איינע פֿון פֿילע דערשיינונגען וואָס וואַרטן צו ווערן שטודירט און פֿאַרשטאַנען.
