Gökyüzünün mavi görünmesinin nedeni olarak mavi ışığın saçılması gösteriliyor.
Gökyüzünün mavi görünmesinde ışığın kırılması hiç etkili değil midir?
Yani sadece saçılma olarak mı ifade edilmelidir?
Ayrıca saçılma ve kırılma arasındaki fark nedir?
Saçılma parçacıkların çarpışarak hareket doğrultusunu değiştirmesi olarak tanımlanabilir.
Gökyüzünün mavi görünmesinde etkili olan saçılma, ışık tanecikleri ile (fotonlar) havada bulunan toz, duman, polen ve hava molekülleri arasında gerçekleşir. Işığın tanecik özelliği göz önünde bulundurularak, ışık saçılması bilardo topunun diğer toplara çarpıp yön değiştirmesi gibi resmedilebilir. Ancak ışığın saçılması ile ilgili formüller ışığın dalga özelliğinden kaynaklanan nicelikler de içerir. Ayrıca ışığın dalga boyu ile çarptığı parçacığın dalga boyunun birbirine oranı saçılmayı etkiler. Parçacıklar ışığın dalga boyundan daha küçükse Rayleigh saçılması gerçekleşir ki normal havalarda baskın olan bu tür saçılmadır. Yağmurlu ve sisli havada daha büyük parçacıkların fazlalaştığı durumda ise Mie saçılması baskın hale gelir. Rayleigh saçılması ışığın dalga boyuna bağlı iken Mie saçılması dalga boyundan bağımsızdır.
Rayleigh saçılmasında ışığın saçılma miktarı dalga boyunun dördüncü kuvvetiyle ters orantılıdır. Görünür ışık tayfının bir ucunda yer alan 700 nanometre (nm) dalgaboyundaki kırmızı ışık ile 400 nm dalgaboyundaki mavi ışığı karşılaştırdığımızda mavi ışığın yaklaşık dokuz kat daha fazla saçıldığı hesaplanabilir. Neden tayfın diğer ucundaki mor rengin değil de mavinin gökyüzünde daha baskın olduğuna gelince, bu gözümüzün duyarlı olduğu renk aralığı ile ilgili. Retinadaki fotoreseptörlerin renk algı grafiği, 555 nm (sarımsı yeşil) civarında zirveleşen bir çan eğrisine benzer. Aynı eğri, mavi renge mor renkten daha duyarlı olduğumuzu gösteriyor.
Işık gökyüzünde yayılırken sadece saçılmaz aynı zamanda kırılır
Işığın saçılması önüne çıkan parçacıklarla çarpışması neticesinde yön değiştirmesi, kırılması ise ortamın yoğunluğu değiştiği için yön değiştirmesidir.
Işığın boşluktaki hızının ortamdaki hızına oranı olarak tanımlanan kırılma indisi, atmosfer içinde değişiklik gösterir. Yeryüzünden yukarılara çıktıkça havanın yoğunluğu azaldığı için kırılma indisi de azalır. Yani Güneş’ten gelen ışık atmosferden yeryüzüne dümdüz değil eğrilerek iner. Bunun dışında sıcaklık ve basınç değişiklikleri de kırılma indisini etkiler, haliyle farklı bölgelerde ışığın ilerlemesi farklı olur.
Kırılma, gökyüzünün mavi renginin temel nedeni olmasa da gökyüzüne bakıldığında tek bir mavinin değil de mavinin değişik tonların görülmesinde etkilidir.
Bu arada sanal ortamda, örneğin bir video oyununda daha gerçekçi bir gökyüzü animasyonu hazırlamak için ışığın hem saçılma özelliği hem de kırılma özelliği göz önünde bulunduruluyor.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder