Kas liek debesīm izskatīties zilām?

Lai saprastu, kāpēc debesis izskatās zilas, jums ir jāsaprot, kā darbojas gaismas viļņi. Gaismas vilnis ir vibrējošs enerģijas lauks, kas pārvietojas viļņos. Attālumu no viena viļņa līdz nākamajam sauc par viļņa garumu, un tas nosaka gaismas krāsu. Saules gaisma satur dažādas krāsas; visi sajaucas kopā, veidojot baltu gaismu, kas virzās taisnā līnijā, līdz atduras pret jebko. Atkarībā no objekta, pret kuru tā uzduras, gaismu var sadalīt dažāda garuma gaismas viļņos. Īsākie gaismas viļņi atbilst zilajām un violetajām krāsām, kurām ir arī visvairāk ietvertā enerģija un augstākā frekvence.

Kad gaismas vilnis skar gāzes daļiņas, piemēram, tās, kas veido atmosfēru, kas ieskauj zemi, daļiņa var absorbēt daļu no viļņa enerģijas. Neatkarīgi no enerģijas, ko daļiņa absorbē, tā izstaro vai atstaro. Tā kā tiem ir visaugstākā frekvence, zilās gaismas viļņi tiek absorbēti daudz biežāk nekā to lēnākie, mazāk enerģiskie pavadoņi.

Rayleigh izkliede, process, kas nosaukts angļu zinātnieka vārdā, kurš to atklāja, apraksta, kāpēc debesis izskatās zilas. Atmosfēras daļiņu virsmu mikroskopisko tekstūru dēļ zilā absorbētā gaisma ne tikai izstaro vai atspīd vienā virzienā, bet izšaujas visos virzienos. Skatoties uz debesīm, jūs redzat izkliedēto gaismu, kas atspīd visapkārt atmosfērā.

Reilija izkliede arī apraksta, kāpēc šķiet, ka debesis kļūst gaišākas horizonta virzienā. Tā kā jūs skatāties uz debesīm daudz tālāk, gaismas viļņi iziet cauri vairāk gaisa, lai nokļūtu pie jums. Jo tālāk skatāties, jo mazāk koncentrēta kļūst izkliede, radot gaišākas zilas nokrāsas pie horizonta malas.

Ja jums rodas jautājums, kāpēc saullēktā vai saulrietā debesis kļūst sarkanas un oranžas, arī tas ir izkliedes process. Kad saule atrodas tuvu horizontam, tai jāiziet cauri daudz lielākai atmosfērai. Tā notiek, garākie gaismas viļņi, kas iet cauri plānākiem atmosfēras slāņiem, ir vienīgie viļņi, kurus izkliede pilnībā neizkliedē. Garākie gaismas viļņi veido oranžas un sarkanas krāsas, tātad tā ir gaisma, kas kļūst redzama saullēktā un saulrietā.

Populāri viltus skaidrojumi liecina, ka debesis ir zilas, jo gaisma atspīd no zilajiem okeāniem. Patiesībā tas darbojas otrādi. Tas, kas liek okeānam izskatīties zilam, ir tas pats, kas liek debesīm izskatīties zilām. Okeāns atspoguļo debesu krāsu, tāpēc, ja debesis ir izkliedētas zilā gaismā, daļiņas okeānā saņems un izkliedēs galvenokārt zilo gaismu.