milyen színű a nap??
Lou Mayo
buta kérdésnek tűnik; “milyen színű a nap?”. Mindenki tudja, hogy a nap sárga, ugye? Ott van az égen; csak meg kell nézned, hogy tudd ezt (rendben, ne igazán nézz a napra…). Nos … ne olyan gyorsan. Kiderül, hogy sok teljesen helyes és teljesen más válasz van erre a látszólag egyszerű kérdésre.,
a színérzékelésünket természetesen befolyásolja a kibocsátott fény hullámhossza, a kibocsátott fény intenzitása (ezt később elmagyarázom), a környezeti tényezők, a szemünk képessége és korlátai a fény gyűjtésére, végül az agyunk. Tehát kezdjük a fény hullámhosszával.
mint minden anyag esetében, a nap” fekete testspektrumot ” bocsát ki, amelyet felületi hőmérséklete határoz meg., A fekete test spektruma a sugárzás kontinuuma számos különböző hullámhosszon, amelyet bármely olyan test bocsát ki, amelynek hőmérséklete meghaladja az abszolút nulla értéket. Napunk számára ez a fekete testgörbe vagy “deszka funkció” egy sima, majdnem harang alakú görbe, amely elektromágneses (EM) sugárzást tartalmaz számos különböző hullámhosszon, a nagyon hosszú infravöröstől a nagyon rövid ultraibolya hullámhosszig., Nagyon forró, robbanásveszélyes, nagy energiájú napkitörések során a nap hatalmas mennyiségű röntgensugárzást és gamma-sugárzást bocsát ki, akár 100 MeV energiáig, akár 1032 erg energiáig, csak néhány másodperc vagy tíz másodperc alatt! Ezek a hatalmas napkitörések hatalmas robbanások a Nap légkörében, amelyeket a mágneses tér energiájának hirtelen felszabadulása okoz, és általában a nap maximális közelében fordulnak elő. A fáklyák a töltött részecske plazmákat nagy sebességre gyorsítják, ami rádiókibocsátást eredményez. Tehát a nap valójában energiát bocsát ki minden hullámhosszon a rádiótól a gamma-sugárzásig., De, amint az a fenti képen látható, energiájának nagy részét 500 nm körül bocsátja ki, ami közel áll a kék-zöld fényhez. Tehát azt mondhatjuk, hogy a nap kék-zöld! Ezt a maximális sugárzási frekvenciát a nap felszíni hőmérséklete szabályozza, körülbelül 5800 K. a magasabb felületi hőmérséklet rövidebb maximális hullámhosszt eredményez, napunk pedig a spektrum kék vagy lila részén (vagy akár az ultraibolya!). Alacsonyabb felületi hőmérséklet, és napunk spektruma a spektrum sárga vagy narancssárga vagy akár piros részén is csúcsosodhat. De ez a fizika, nem az észlelés., Itt meg kell jegyeznem egy másik spektrális aláírást a napból, a fotonfluxust. Ha a Max Planck, E = hf (azaz energia = a Planck állandó frekvenciája) által talált összefüggést használjuk, és a napsugárzást fotonszámokká alakítjuk át, akkor a látható hullámhosszon a spektrális aláírás sokkal laposabb, a nap pedig sárgább.
Ha a légkör felett lennénk, mondjuk a Nemzetközi Űrállomáson, és a napra néznénk (szűrt napellenzőnkön keresztül), a nap fehérnek tűnne! Miért?, Mert bár a nap a spektrum zöld részében a legerősebbet bocsátja ki, az összes látható színben is erősen bocsát ki – piros a kéken keresztül (400nm-től 600nm-ig). A szemünk, amelynek három színes kúp sejt receptorai vannak, beszámol az agynak, hogy minden színreceptor teljesen telített, jelentős színekkel, minden látható hullámhosszon. Az agyunk ezután integrálja ezeket a jeleket egy észlelt fehér színbe.
itt a Földön a légkör szerepet játszik a nap színében., Mivel a rövidebb hullámhosszú kék fény hatékonyabban szétszóródik, mint a hosszabb hullámhosszú vörös fény, elveszítjük a nap kék árnyalatának egy részét, amikor a napfény áthalad a légkörön. Ezenkívül a légkörünkön áthaladó látható fény minden hullámhossza gyengül, így a szemünkbe jutó fény nem azonnal telíti meg a kúp receptorokat. Ez lehetővé teszi az agy számára, hogy egy kicsit kevésbé kék – sárga színnel érzékelje a képet. Bár ez nem befolyásolja azt, amit a szemünk lát, az összes röntgen-és gamma-sugárzást kiszűrjük, mielőtt a földhöz közel kerülne., A legtöbb UV-t a sztratoszférikus ózon (10km felett) szívja fel, a legtöbb IR – t pedig vízgőz és más molekulák, amelyek nem nulla dipól pillanatokkal rendelkeznek.
természetesen, amikor a napfény sok atmoszférán áthalad, mint a napfelkelték és naplementék esetében, még több kék fény szétszóródik, és a leghosszabb hullámhossz (piros) fény sokkal nagyobb százaléka jut a szemünkbe.
tehát, látod, nincs egyszerű válasz erre a kérdésre, de a jó hír az, hogy szinte bármilyen választ megvédhetsz!