vilken färg är solen??

av Lou Mayo

verkar som en dum fråga; ” Vilken färg är solen?”. Alla vet att solen är gul, eller hur? Det är precis där på himlen; du måste bara titta för att veta detta(OK, titta inte riktigt på solen…). Inte så fort. Det visar sig att det finns många helt korrekta och helt olika svar på denna till synes enkla fråga.,

vår uppfattning om färg påverkas naturligtvis av våglängden hos det emitterade ljuset, intensiteten hos det emitterade ljuset (Jag ska förklara detta senare), miljöfaktorer, förmågan och begränsningarna hos våra ögon att samla ljus och slutligen våra hjärnor. Så, låt oss börja med ljusets våglängd.

som med all materia avger solen ett ”svart kroppsspektrum” som definieras av dess yttemperatur., Ett svart kroppsspektrum är kontinuum av strålning vid många olika våglängder som avges av någon kropp med en temperatur över absolut noll. För vår sol är denna svarta kroppskurva eller ”Plankfunktion” en jämn nästan klockformad kurva som involverar elektromagnetisk (EM) strålning vid många olika våglängder från mycket långa infraröda till mycket korta ultravioletta våglängder., Under mycket heta, Explosiva, hög energi solar flare händelser, solen avger stora mängder av röntgen-och gammastrålning samt, upp till över 100 MeV energier och upp till 1032 ergs energi över bara några sekunder eller tiotals sekunder! Dessa massiva solfläckar är enorma explosioner i solens atmosfär som orsakas av den plötsliga frisättningen av magnetfältenergi och tenderar att inträffa nära solar maximum. Facklorna accelererar också laddade partikelplasmor till höga hastigheter vilket resulterar i radioutsläpp. Så, solen avger faktiskt energi vid alla våglängder från radio till gammastråle., Men, som kan ses i bilden ovan, avger den det mesta av sin energi runt 500 nm, vilket ligger nära blågrönt ljus. Så man kan säga att solen är blågrön! Denna maximala strålningsfrekvens styrs av solens yttemperatur, runt 5 800 K. en högre yttemperatur skulle resultera i en kortare maximal våglängd och vår sol kan topp i den blå eller violett delen av spektrumet (eller ens ultraviolett!). En lägre yttemperatur, och vår solens spektrum kan topp i den gula eller orange eller till och med röda delen av spektrumet. Men det här är fysik, inte uppfattning., Jag måste notera här en annan spektral signatur från solen, fotonflödet. Om vi använder förhållandet som hittades av Max Planck, E = hf (det vill säga energi = Planck konstant gånger frekvensen) och omvandlar solstrålningen till fotontal, är spektralsignatur över synliga våglängder mycket smickrare och solen uppfattas som mer gul.

om vi var över atmosfären, säg på den internationella rymdstationen och tittade på solen (genom vår filtrerade visir), skulle solen se vit ut! Varför?, Eftersom även om solen avger starkaste i den gröna delen av spektrumet, avger den också starkt i alla synliga färger-röd genom blå (400nm till 600nm). Våra ögon som har tre färgkoncellreceptorer rapporterar till hjärnan att varje färgreceptor är helt mättad med signifikanta färger som tas emot vid alla synliga våglängder. Våra hjärnor integrerar sedan dessa signaler i en uppfattad vit färg.

här på jorden spelar atmosfären en roll i solens färg., Eftersom kortare våglängd blått ljus är utspridda mer effektivt än längre våglängd rött ljus, förlorar vi en del av den blå nyans av solen som solljus passerar genom atmosfären. Dessutom dämpas alla våglängder av synligt ljus som passerar genom vår atmosfär så att ljuset som når våra ögon inte omedelbart mättar konreceptorerna. Detta gör det möjligt för hjärnan att uppfatta färg från bilden med lite mindre blågul. Även om det inte påverkar vad våra ögon ser, filtreras all röntgen-och gammastrålning ut innan den kommer nära marken., De flesta UV absorberas av stratosfäriskt Ozon (över 10km) och de flesta IR absorberas av vattenånga och andra molekyler med icke – noll dipol stunder.

naturligtvis, när solljuset passerar genom en hel del atmosfär som är fallet med soluppgångar och solnedgångar, ännu mer blått ljus är utspridda och en mycket större andel av den längsta våglängden (röd) ljus gör det till våra ögon.

så ser du, det finns inget enkelt svar på den här frågan, men den goda nyheten är att du kan försvara nästan vilket svar som helst!