Showdefysica2 demo C08, Blauwe lucht – rode zon

18 januari • Maarten van Woerkom

Het zonlicht is wit. Maar de ondergaande zon is rood en de onbewolkte hemel is blauw. Waar komt die kleuring vandaan? Deze demonstratie laat de samenhang van beide verschijnselen zien.

De verstrooiing van het licht is zogenaamde Rayleigh-verstrooiing. Daarbij is de mate van verstrooiing evenredig met \(1 \over \lambda ^4\). Dus hoe kleiner de golflengte, hoe sterker de verstrooiing. Blauw licht verstrooit dus sterker dan rood licht.

Bij laagstaande zon komt het licht ‘horizontaal’ de atmosfeer binnen.

In de bovenste van de twee tekeningen wordt het blauwe licht van de zon in beeld gebracht. Het komt aan van links. Blauw licht wordt sterk verstrooid door de luchtmoleculen. Het gevolg is dat het blauwe licht zich alle kanten uit zal voortplanten. In kijkrichting 1, dus kijkend naar de zon, zal weinig blauw licht ontvangen worden, maar kijkend in richting 2 zal ook blauw licht ontvangen worden. Dat is het blauw van de blauwe hemel.

(Van buiten de aarde naar de aarde kijkend zie je ook de blauwe atmosfeer.)

In de onderste tekening zie je het rode licht van de zon van links aankomen. De golflengte van dat licht is twee keer zo groot getekend. Rood licht wordt veel minder verstrooid en gaat dus voornamelijk rechtdoor.

Kijkend in richting 2 zal nauwelijks rood licht ontvangen worden. Kijkend in richting 1 zie je een rode zon.

(Rechts zie je het rode licht de atmosfeer weer verlaten. Bij een maansverduistering is het dat rode licht dat de maan rood kleurt.)

 

De beschrijving van deze demo staat in het boek Showdefysica2.

Bronvermelding
  1. Boek: Pesic, P. (2005). Sky in a bottle. Cambridge: MIT Press.
  2. Boek: Minnaert, M. (1968). De natuurkunde van het vrije veld. 1: Licht en kleur in het landschap. Zutphen: Thieme & Cie.
Leswerk