Rozptyl modrého světla - je normální, aby stoupenci chemtrails nevěděli, proč je obloha naší planety modrá?

Bílé světlo je totiž složeninou viditelné části elektromagnetického spektra. Slunce (které je primárním zdrojem světla, které vidíme, je velmi žhavé těleso (pozn překl.: Slunce se svými vlastnostmi blíží ideálně černému tělesu), které emituje fotonové záření (taktéž zvané jako elektromagnetické záření (pozn překl.: Elektromagnetické záření vzniká při změnách rychlosti pohybujícího se elektromagnetického pole nabité částice, která vyzařuje kvanta záření zvané fotony )). Tyto kvanta nabývají různých frekvencí a mnoho z nich jsou tak silné, že by nám způsobila zdravotní potíže, kdyby prošla atmosférou, ale nemohou.

To, co projde naší atmosférou je především úzká skupina frekvencí mezi vlnovými délkami cca. 750 nm (červená) až 400 nm (fialová) (pozn. překl: frekvence se spočítá jako 1/l, kde l je vlnová délka fotonu v základních metrech a naopak), které naše oči mohou vidět.

spectrum

(Elektromagnetické spektrum (v m) a část viditelného světla (v nm)

Wikipedia: Obr. 2. Rayleighův rozptyl

rp1

Obr. 3. Rayleighův rozptyl způsobuje modré zbarvení denní oblohy a červenání slunce při soumraku.


rp2

Mnohem zajímavější je to po soumraku. Obrázek č. 3 byl vyfocen zhruba hodinu po soumraku v nadmořské výšce 600 m, směrem k horizontu kde slunce zapadlo a ukazuje intenzivní rozptyl modrého světla v atmosféře ve srovnání s červeným světlem.

Rayleighův rozptyl (pojmenovaný dle anglického fyzika Lorda Rayleigha) popisuje pružný rozptyl světla či jiných forem elektromagnetického záření na částicích menších než je vlnová délka světla. K tomuto jevu může dojít nejen při průchodu světla průhlednými pevnými látkami a kapalinami, ale především v plynech.

Rayleighův rozptyl slunečního světla v bezoblačné atmosféře je hlavním důvodem, proč je obloha modrá. Rayleighův a oblaky zprostředkovaný rozptyl přispívá k rozšiřování světla slunečních paprsků.

(Pro rozptyl na částicích jejichž velikost je blízká vlnové délce viditelného světla nebo je větší, prostuduj Mieho teorii nespojité dipólové aproximace (funguje i pro Rayleigho spektrum))

Aproximace parametrů částic malých velikostí

Velikost rozptylujícíh částic je parametrizována poměrem x (bezrozměrná veličina) jeho charakteristické délky r (v metrech) a vlnové délky lambda (v metrech).

r1

Rayleighův rozptyl může být definován jako rozptyl částic malé velikosti pro parametr x menší než 1.  Pro x libovolné je však dobrá pouze Mieho teorie. Mieho teorie pro x < 1 se redukuje na tento vztah.

Množství Rayleighova rozptylu, které se děje pro paprsek světla je závislé na velikosti částice a vlnové délky světla. Specificky, intenzita rozptýleného světla se liší přímo úměrně se šestou mocninou velikosti částice a nepřímo úměrně se čtvrtou mocninou vlnové délky.

Intenzita I světla rozptýleného částicemi malé velikosti z paprsku nepolarizovaného světla vlnové délky lambda a vstupní intenzity I0  je dána tímto vztahem:

r2

The amount of Rayleigh scattering that occurs for a beam of light is dependent upon the size of the particles and the wavelength of the light. Specifically, the intensity of the scattered light varies as the sixth power of the particle size and varies inversely with the fourth power of the wavelength.

The intensity I of light scattered by a single small particle from a beam of unpolarized light of wavelength ? and intensity I0 is given by:

r3

kde R je vzdálenost mezi částici a pozorovatelem, theta úhel rozptylu, n je index lomu částice a d je obloukový průměr částice.

Úhlové rozložení (které popisuje  výraz: 1 + cos2(theta)) je souměrné dle roviny kolmé ke směru světla (theta cca. = 90°) a tak jsou si přední i zadní rozptyl rovny. Integrováním podle koule obklopující částici dostaneme tento vztah pro Rayleighův příčný řez

 

 

Rayleighův rozptylový koeficient pro skupinu rozptylujících částic je počet částic na jednotku objemu N krát příčný řez. Tak jako pro všechny vlnové jevy i zde platí, že nekoherentní rozptyl se sčítá aritmeticky zatímco součet koherentního rozptylu se musí ještě umocnit na druhou.

 

rp4

Rayleighův rozptyl pro molekuly

 

Paprsek zeleného laserového ukazovátka o výkonu 5 mW je viditelný v noci díku Rayleighovu rozptylu a rozvětřenému prachu. Rayleighův rozptyl z molekul je také možný. Samostatná molekula nemá dobře definovaný index lomu a obloukový průměr. Namísto toho má polarizabilitu alpha, která popisuje, jak moc se elektrické náboje v molekule pohybují v elektrickém poli. V tomto případě je intenzita jedné částice dána vztahem:

r4

Množství Rayleighova rozptylu jedné částice může být vyjádřené také pomocí Rayleighova příčného řezu sigma. Například hlavní složka atmosféry, dusík N2 má Rayleighův příčný řez 5.1×10-31 m2 při vlnové délce 532 nm (zelené světlo). To znamená, že při atmosferickém tlaku zhruba 1013 hPa bude světlo rozptylováno celou cestu.

Silná závislost rozptylu na vlnové délce (~lambda -4) znamená, že modré světlo je rozptýleno mnohem snadněji než červené. V atmosféře to vede k tomu, že kratší modré vlnové délky jsou rozptýleny ve větším rozsahu než delší červené a tak pozorovatel vidí ze všech stran oblohy modré světlo. Přímé (primární) záření příchází přímo ze Slunce. Rayleighův rozptyl je dobrou aproximací způsobu, kterým se rozptyl světla odehrává a kde mají částice malou velikost parametru x.

Důvod proč je obloha modrá

Rayleighův rozptyl je zodpovědný za modrou barvu oblohy přes den. Je nepřímo úměrný čtvrté mocnině vlnové délky, což znamená, že se světla kratších vlnových délek (např. modrá) rozptylují více než světla delších vlnových délek (např. zelená, červená). To dává denní obloze modrou podobu. Když je Slunce blízké horizontu, objem vzduchu, kterým sluneční světlo musí projít je mnohem větší než, když je Slunce vysoko na obloze. Proto je přechod červeno-žlutého Slunce mnohem širší za soumraku a úsvitu.

Rayleighův rozptyl se převážně odehrává při interakci světla s molekulami vzduchu, nicméně část rozptylu může být i z aerosolů a síranových částic. V letech následujících po velkých vulkanických erupcích, je modrá složka oblohy zvýrazněna díky vytrvávajícímu síranu stratosferických eruptivních plynů. Jiný zdroj rozptylu je z hustotových fluktuací náhodného pohybu molekul vzduchu. Oblast vyšší nebo nižší hustoty má citelně jiný index lomu než obklopující médium a proto se chová jako krátkodobá částice rozptylující světlo.

Zdroje

Rayleigh scattering at Hyperphysics
Maarten Sneep and Wim Ubachs, Direct measurement of the Rayleigh scattering cross section in various gases. Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 92, 293 (2005).
C.F. Bohren, D. Huffman, Absorption and scattering of light by small particles, John Wiley, New York 1983. Contains a good description of the asymptotic behavior of Mie theory for small size parameter (Rayleigh approximation).
Ditchburn, R.W. (1963). Light (2nd ed.). London: Blackie & Sons. pp. 582–585.
Chakraborti, Sayan (September 2007). “Verification of the Rayleigh scattering cross section”. American Journal of Physics 75 (9): 824-826. doi:10.1119/1.2752825.
Ahrens, C. Donald (1994). Meteorology Today: an introduction to weather, climate, and the environment (5th ed.). St. Paul MN: West Publishing Company. pp. 88–89.

(přeložil: Lukáš Dokoupil)

Zdroj článku: Bamboozled  JazzRoc versus Chemtrails

Poslat nový komentář

Obsah tohoto pole je soukromý a nebude veřejně zobrazen.
  • Webové a e-mailové adresy jsou automaticky převedeny na odkazy.
  • Povolené HTML značky: <hr> <img> <a> <p> <br>
  • Řádky a odstavce se zalomí automaticky.

Více informací o možnostech formátování

CAPTCHA
This question is for testing whether you are a human visitor and to prevent automated spam submissions.
Image CAPTCHA
Enter the characters shown in the image.

Články na pokračování

Počet návštev:  SEO TEST S-RANK GOOGLE PAGERANK ALEXA RANK