Crvena svjetlost, čija je frekvencija najmanja, najmanje se raspršuje. Dok je Sunce visoko na horizontu, plava i ljubičasta svjetlost se raspršuju, a od ostalih boja, koje su se raspršile u manjoj mjeri mi vidimo Sunce kao žućkasto.
Jedno od najčešće postavljenih pitanja u životu jedne osobe jeste zbog čega nam je nebo plave boje, a pri zalasku sunca u nijansama crvene i narančaste boje. Današnji dan pružio je dovoljno materijala da se odgovori na ova pitanja navodi u svojoj kolumni za N1 meteorolog Nedim Sladić. Njegovo pojašnjenje prenosimo u cjelosti. Pogledajmo sve kroz aspekt fizike i princip tzv. Rayleighovog raspršenja kojem dugujemo lijepe zalaske sunca. Naravno, ne izostavimo i Newtona i Huygensa.
Svjetlosni val
Još u 17. stoljeću, Isaac Newton smatrao je da se svjetlost sastoji od sitnih čestica koje se kreću pravolinijski, držeći stav o korpuskularnoj, tj. čestičnoj teoriji, međutim Huygens je imao drugačiji stav koji je zagovarao da se svjetlost širi prostorom u obliku elektromagnetnog vala. Znanost će kasnije, i to tek prošlog stoljeća, dati konkretniji odgovor u kojem će se ispostaviti da oba znanstvenika su imala pravo – svjetlost pokazuje i čestične, ali i valne karakteristike. Svjetlost koju Sunce šalje prema zemlji zapravo predstavljaju elektromagnetni valovi koji su sastavljeni iz različitih valnih dužina. Naše oko prepoznaje valne dužine u rasponu od 380 do 760 nanometara, odnosno spektar vidljive svjetlosti od ultraljubičastog do infracrvenog. S grafičkog prikaza, vidimo da kraća valna dužina predstavlja vidljivi spektar boja koji teži prema ultraljubičastoj svjetlosti, dok duža valna dužina teži prema infracrvenoj svjetlosti. Isto tako vidimo da su frekvencija i valna dužina u obrnutoj proporcionalnosti – odnosno što je kraća valna dužina, veća je frekvencija i obratno. Kada Sunčeva svjetlost prodire u Zemljinu atmosferu, na putu do naših očiju zalijeće se u vidu snopa u elementarne čestice atmosfere – molekule različitih gasova (prisjetimo se Newtonove korpuskularne teorije s početka priče gdje se čestice kreću pravolinijski). Pri tome dolazi do pojave koja se zove Rayleighovo raspršenje. Svjetlosni val pri interakciji s česticama u atmosferi pobuđuje čestice na titranje, a one pri tome reemitiraju svjetlosne valove u svim smjerovima. Kako najveći dio atmosfere predstavljaju molekule azota i kisika koje su vrlo male, posljedično češće i rasipaju kraće valne dužine, koje naše oko vidi kao plavu ili ljubičastu boju. To je ujedno odgovor na pitanje zašto je nebo plavo.
Nije tako jednostavno
Međutim, neke stvari nisu uvijek jednostavne. Plava boja neba razlikuje se na različitim mjestima u različitim uvjetima pri čemu najveći utjecaj na plavetnilo neba ima vodena para u atmosferi. Za suhog vedrog dana nebo je tamnije plave boje nego u vedrim danima s visokom vlagom. Tamo gdje atmosfera sadrži puno čestica prašine i drugih čestica većih od molekula azota i kisika, svjetlost nižih frekvencija također je snažno raspršena, što objašnjava da često imamo spektakularne crvenkasto-roskaste zalaske sunca u danima sa prisutnom koncentracijom saharskog aerosola ili prisutnim smogom. Međutim, sve to čini nebo manje plavim i ono danju ima najčešće bjelkasto-sivu boju. Kroz dan, kada je Sunce iznad nas, Sunčeva svjetlost putuje točnu udaljenost da naše oči prepoznaju ”plave” valne dužine. Kako su crvena, narančasta i žuta svjetlost manje raspršene u atmosferi, svjetlost ovih nižih frekvencija u većoj mjeri prolazi kroz atmosferu bez raspršenja. Crvena svjetlost, čija je frekvencija najmanja, najmanje se raspršuje. Dok je Sunce visoko na horizontu, plava i ljubičasta svjetlost se raspršuju, a od ostalih boja, koje su se raspršile u manjoj mjeri mi vidimo Sunce kao žućkasto. No kada se Sunce nalazi nisko nad horizontom, njegove zrake moraju do naših očiju kroz atmosferu Zemlje proputovati mnogo duži put. To znači da su s kraće valne dužine uglavnom raspršile prije nego je svjetlost uopće stigla do nas, a vidimo samo duge valne dužine s kraja svjetlosnog spektra, koje ljudsko oko prepoznaje kao crvenu ili narančastu boju.
Crveni zalazak
Crveni zalazak zapravo je dobra stvar – dalje piše 24sata.hr. Mornari za crveni zalazak imaju i poslovicu: Rosso di sera, bel tempo si spera, odnosno ‘Rozo nebo znači lijepo vrijeme sutradan’. I zaista, ova poslovica ima znanstvene temelje. ”Postoji znanstveno objašnjenje i zapravo je vrlo jednostavno. Razlog je lom svjetlosti u atmosferi u nižim slojevima koje mi vidimo kad je sunce nisko na horizontu. Sunčeve zrake tad prolaze kroz niži stupac atmosfere i trebaju prijeći dulji put do očiju promatrača, a ako u atmosferi nema previše vlage, prašine ili drugih čestica, onda se svjetlo lomi tako da vidimo crvenu boju. Ista je fizika iza odgovora zašto je nebo plavo. Naše vremenske prilike dolaze sa zapada i zapravo nam je relevantno kakvo je vrijeme tamo i kakav je zalazak. Ako je zalazak crven, znači da je svjetlost prošla dulji put, odnosno atmosfera je čišća pa se svjetlost nije mogla slomiti o previše čestica vlage i prašine, što znači da nas sutradan očekuje lijepo vrijeme” – objašnjava meteorologinja Dunja Mazzocco Drvar.
