Hovedgrunnen til at himmelen er blå og solnedgangen rød er rayleighspredning fra molekyler i lufta.
.
Lisens: CC BY SA 3.0
Rayleighspredning skjer mer effektivt dess høyere frekvensen er, så blått lys spres mer enn rødt. Det blå lyset vil derfor treffe oss fra alle kanter, mens lys med lengre bølgelengder i større grad vil komme fra den retningen der Sola befinner seg. Det gjør at himmelen ser blå ut.
Ved solnedgang og soloppgang kommer lyset fra Sola inn lavt over horisonten og lyset har en lang vei gjennom atmosfæren før det når oss. Rødt lys vil spres minst. Derfor ser området rundt solnedgangen rødt ut.
hvorfor solnedgangen er rød
Lisens: CC BY NC SA 3.0

Rayleighspredning er en type spredning av lys eller annen elektromagnetisk stråling. Den opptrer når strålingen spres av partikler med liten størrelse sammenlignet med bølgelengden til strålingen, for eksempel av molekyler i atmosfæren. Rayleighspredning er den viktigste årsaken til at himmelen er blå. Fenomenet ble først beskrevet av John William Strutt Rayleigh (1842–1919).

Faktaboks

uttale:
rˈeilispredning
også kjent som:
molekylær spredning

Beskrivelse

Avhengig av bølgelengde

Spredningen er i sterk grad avhengig av lysets bølgelengde \( \lambda \) – den er proporsjonal med \( 1/\lambda^4 \). Det betyr at rayleighspredning for den mest kortbølgede delen av blått lys med bølgelengde på 0,4 mikrometer er tilnærmet ni ganger sterkere enn for rødt lys med bølgelengde på 0,7 mikrometer.

Blå himmel og rød solnedgang

Rayleighspredning er det viktigste fenomenet som gjør at himmelen er blå midt på dagen. Siden blått lys spres mest, vil det blå lyset lyset nå fram til oss fra alle kanter. Lys med lenger bølgelengder, slik som grønt, gult og rødt, vil spres mindre, og i større grad treffe oss fra den retningen der Sola befinner seg (se figur).

Rayleighspredning gjør også at solnedgangen er rød: Da går lyset gjennom mye atmosfære på veien mot observatøren, slik at det blå lyset blir spredt bort (se figur nederst). Himmelen ellers er blå også i solnedgang og skumring, og det skyldes ikke bare rayleighspredning, men også absorbsjon i ozonlaget.

Blånende fjell

Rayleighspredning er også grunnen til at fjerne fjell kan se blålige ut (se toppbilde). Blått lys har da blitt spredt mot oss i lufta mellom oss og fjellene. Jo lenger unna et fjell er, desto mer luft vil det være mellom oss og fjellet, og dermed vil også mer blått lys bli spredt mot oss mellom fjellet og oss. Effekten er bakgrunnen for uttrykk som «bak den sjuende blåne».

Polarisasjon

Sola sender ut upolarisert lys, dvs. det er like mye horisontal og vertikal polarisasjon. På figuren er polarisasjonen angitt med kryssede dobbeltpiler, vertikale (stiplede) og horisontale (heltrukne). Det elektriske feltet til lysbølgen får ladninger i luftmolekylet til å svinge i samme retning som polarisasjonen. Da sender molekylet ut nytt, spredt lys (rayleighspredning), men ikke i svingeretningen. Dermed vil den blå himmelen bestå av polarisert lys når man ser normalt på linja mot sola, men upolarisert lys når man ser i motsatt retning av sola. Denne effekten utnyttes av bier til å orientere seg.
Rayleighspredning og polarisasjon
Av .
Lisens: CC BY SA 3.0

Rayleighspredning oppstår fordi det elektriske feltet i lysbølgen tar tak i ladninger i molekylet så ladningene svinger fram og tilbake. Molekylet virker da som en antenne som stråler ut lys i alle retninger bortsettfra svingeretningen. Dette gjør at lyset er polarisert når man ser på himmelen i en retning normalt på linja mot Sola (se figur). Denne effekten utnyttes av bier når de skal orientere seg. Effekten utnyttes også innen fotografi, der man kan bruke et polarisasjonsfilter for å oppnå en kraftigere blåfarge på himmelen.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg