welke kleur heeft de zon??
door Lou Mayo
lijkt een domme vraag; ” Welke kleur is de zon?”. Iedereen weet dat de zon geel is, toch? Het is daar aan de hemel; je hoeft alleen maar te kijken om dit te weten (OK, kijk niet echt naar de zon…). Nou … niet zo snel. Het blijkt dat er veel absoluut correcte en absoluut verschillende antwoorden zijn op deze schijnbaar eenvoudige vraag., onze waarneming van kleur wordt natuurlijk beïnvloed door de golflengte van het uitgestraalde licht, de intensiteit van het uitgestraalde licht (Ik leg dit later uit), omgevingsfactoren, het vermogen en de beperkingen van onze ogen om licht op te vangen, en tenslotte onze hersenen. Laten we beginnen met de golflengte van licht.
zoals met alle materie straalt de zon een” zwart lichaamsspectrum ” uit dat wordt bepaald door de oppervlaktetemperatuur., Een zwart lichaamsspectrum is het continuüm van straling bij veel verschillende golflengten die wordt uitgezonden door een lichaam met een temperatuur boven het absolute nulpunt. Voor onze zon is deze zwarte lichaamscurve of “Plankfunctie” een gladde bijna klokvormige curve met elektromagnetische (EM) straling op veel verschillende golflengten van zeer lange infrarood tot zeer korte ultraviolet golflengten., Tijdens zeer hete, explosieve, hoge energie zonnevlam gebeurtenissen, de zon zendt enorme hoeveelheden röntgenstraling en gammastraling ook, tot meer dan 100 mev energieën en tot 1032 erg energie over slechts een paar seconden of tientallen seconden! Deze enorme zonnevlammen zijn enorme explosies in de atmosfeer van de zon, veroorzaakt door het plotseling vrijkomen van magnetische veldenergie en komen meestal voor in de buurt van het maximum van de zon. De fakkels versnellen ook geladen deeltjesplasma ‘ s tot hoge snelheden, wat resulteert in radio-emissie. De zon straalt energie uit op alle golflengten van radio tot gammastraal., Maar, zoals te zien is in de afbeelding hierboven, straalt het grootste deel van zijn energie uit rond 500 nm, dat is dicht bij blauw-groen licht. Dus je zou kunnen zeggen dat de zon blauwgroen is! Deze maximale stralingsfrequentie wordt bepaald door de oppervlaktetemperatuur van de zon, rond 5.800 K. een hogere oppervlaktetemperatuur zou resulteren in een kortere maximale golflengte en onze zon zou kunnen piek in het blauwe of violette deel van het spectrum (of zelfs het ultraviolet!). Een lagere oppervlaktetemperatuur, en het spectrum van onze zon kan piek in het gele, oranje of zelfs rode deel van het spectrum. Maar dit is fysica, geen waarneming., Ik moet hier nog een spectrale handtekening van de zon noteren, de foton flux. Als we gebruik maken van de relatie gevonden door Max Planck, E = hf (dat is energie = De Planck constante keer de frequentie) en de zonnestraling omzetten in fotonentellingen, is de spectrale signatuur over zichtbare golflengten veel platter en wordt de zon waargenomen als meer geel.
als we boven de atmosfeer waren, bijvoorbeeld op het internationale ruimtestation en naar de zon keken (door ons gefilterde vizier), zou de zon er wit uitzien! Waarom?, Want hoewel de zon het sterkst uitzendt in het groene deel van het spectrum, straalt het ook sterk uit in alle zichtbare kleuren – rood door blauw (400nm tot 600nm). Onze ogen die drie kleur kegelcelreceptoren hebben, melden aan de hersenen dat elke kleurreceptor volledig verzadigd is met significante kleuren die bij alle zichtbare golflengten worden ontvangen. Onze hersenen integreren deze signalen dan in een waargenomen witte kleur.
hier op aarde speelt de atmosfeer een rol in de kleur van de zon., Omdat korter golflengte blauw licht efficiënter wordt verspreid dan langer golflengte rood licht, verliezen we een deel van de blauwe tint van de zon als zonlicht door de atmosfeer gaat. Bovendien worden alle golflengten van zichtbaar licht die door onze atmosfeer gaan verzwakt, zodat het licht dat onze ogen bereikt de kegelreceptoren niet onmiddellijk verzadigt. Hierdoor kunnen de hersenen kleur van het beeld waarnemen met een beetje minder blauw – geel. Hoewel het geen invloed heeft op wat onze ogen zien, wordt alle röntgenstraling en gammastraling eruit gefilterd voordat het dicht bij de grond komt., De meeste UV wordt geabsorbeerd door stratosferische ozon (boven 10km) en de meeste IR wordt geabsorbeerd door waterdamp en andere moleculen met niet – nul dipoolmomenten.
natuurlijk, wanneer zonlicht door veel atmosfeer gaat, zoals het geval is bij zonsopgangen en zonsondergangen, wordt nog meer blauw licht verstrooid en een veel groter percentage van het langste golflengtelicht (rood) komt naar onze ogen.
dus, zie je, er is geen eenvoudig antwoord op deze vraag, maar het goede nieuws is dat je bijna elk antwoord kunt verdedigen!