16-4 Farba oblohy

16-4 Farba oblohy

Od mala sme si zvykli, že obloha má modrú farbu, a len veľmi zriedkakedy sa nad tým niekto začuduje. Vidíme Slnko, a ľahko si dokážeme predstaviť, ako svetlo z  jeho povrchu sa dostane až do nášho oka. Vidíme stromy a ich tiene, a znova si vieme ľahko predstaviť, ako lúče zo Slnka vytvárajú okraje tieňov. Na oblohe však nemáme predmety, preto ľahko pozabudneme na skutočnosť, že kamkoľvek sa pozrieme je tam vzduch. A cez každý milimeter kubický vzduchu tiež prechádzajú lúče zo Slnka.

Obloha má o to sýtejšiu modrú farbu, čím menej ju znečisťuje prach a dym, teda napríklad po výdatnej prehánke. Vtedy je tiež veľmi priehľadná – avšak nie úplne. Molekuly vzduchu (o ktorých ešte bude reč neskôr) predstavujú pre prechádzajúce lúče svetla malé prekážky. Možno si to predstavovať tak, že na týchto molekulách sa svetlo rozptyluje na všetky strany, odráža sa od nich – inými slovami, lúče prichádzajúce zo Slnka sa rozptylujú na molekulách vzduchu. Bez toho, že by sme sa púšťali do matematického popisu procesu poznamenávame, že svetlo s kratšou vlnovou dĺžkou sa rozptyluje viac, než svetlo s väčšou vlnovou dĺžkou, teda svetlo z fialového kraja dúhy sa rozptyluje viac, ako svetlo z  červeného kraja dúhy. Rozptyl je selektívny, citlivý na vlnovú dĺžku svetla. Preto, keď sa pozrieme na modrú oblohu, vidíme túto modrú zložku slnečného svetla rozptýleného pri prechode ovzduším.

Čiastočky, ktoré sú výrazne väčšie, než molekuly vzduchu, sú prachové častice, či kvapôčky vody vytvárajúce oblaky. Výrazne menej rozlišujú, či sa na nich rozptyluje viditeľné svetlo kratšej alebo dlhšej vlnovej dĺžky. Rozptyl nie je taký selektívny. Preto sú slnkom osvetlené vodné oblaky biele, a naopak, keď bránia prechodu svetla, preniká cez ne len slabé biele svetlo a sú tmavé (pri búrke).

Selektívny rozptyl modrastých zložiek bieleho svetla má vplyv aj na farbu svetla, ktorá prichádza do nášho oka priamo. Presne na poludnie, keď slnko je nad našou hlavou, jeho svetlo nie je dokonalo biele, ale je skôr dožlta. Tomu je tak preto, lebo z bieleho svetla, ktoré prechádzalo ovzdušim nad našou hlavou, sa časť modrého svetla rozptýlilo. Výraznejšie to môžeme pozorovať pri západe a východe slnka, či Mesiaca. Ak je slnko blízko k obzoru, jeho lúče musia prechádzať výrazne hrubšou vrstvou vzduchu, než sa dostanú do nášho oka (obr. 16.7). Z prešlého lúča sa modré zložky z väčšej časti rozptýlili, preto je pri normálnych podmienkach farba zapadajúceho slnka tmavooranžová, červená.