Blauwe Luchten Alleen In Het Oog Van De Houder

{h1}

Nieuw onderzoek verklaart waarom de lucht blauw lijkt, ondanks een sterke aanwezigheid van violet.

De lucht is blauw - natuurkundigen vertellen het ons - omdat blauw licht in de zonnestralen meer buigt dan rood licht. Maar deze extra buiging of verstrooiing geldt net zo goed voor violet licht, dus het is redelijk om te vragen waarom de lucht niet paars is.

Het antwoord, voor de eerste keer volledig uitgelegd in een nieuw wetenschappelijk artikel, staat in het oog van de toeschouwer.

Blauwe lucht, rode zonsondergang


Blauw licht heeft een korte golflengte en de deeltjes in de lucht verspreiden het rond, waardoor de lucht blauw lijkt. Rood licht heeft een langere golflengte, die sterker werkt en niet zo veel wordt verspreid. Zonsondergangen zijn rood omdat 's avonds het licht meer sfeer doorlaat om bij je oog te komen, en alleen het sterke rode licht kan het maken. De sfeer in de bovenstaande illustratie is overdreven in relatie tot de aarde om het verschil te tonen.

"De traditionele manier waarop mensen dit onderwerp onderwijzen, is dat zonlicht wordt verspreid - meer voor kortere golflengten dan voor langere golflengten", zegt Glenn Smith, een technisch hoogleraar bij Georgia Tech. "De andere helft van de uitleg wordt meestal weggelaten: hoe je oog dit spectrum waarneemt."

Bij het schrijven van een natuurkundig leerboek enkele jaren geleden, merkte Smith dat de fysiologie meestal korte metten maakt, hoewel het spectrum van het luchtlicht - wanneer het wordt geanalyseerd - ongeveer evenveel is als violet en blauw.

Smith heeft een artikel geschreven voor het juli-nummer van de American Journal of Physics dat brengt de fysica van het licht samen met de fysiologie van het menselijke zicht.

"Dit is niets dat mensen die met ogen werken al lang niet meer weten," vertelde Smith WordsSideKick.com. "Ik had het nog niet allemaal op één plek eerder gezien."

De fysieke verklaring voor de blauwheid van de hemel wordt toegeschreven aan het werk van Lord Rayleigh in 19th Eeuw.

Zoals een gewoon prisma onthult, wordt zonlicht gemaakt van alle kleuren van de regenboog. Wanneer het licht van de zon de atmosfeer van de aarde binnengaat, wordt het verspreid of afgebogen door moleculen in de atmosfeer - voornamelijk stikstof en zuurstof.

Kortere golflengten (blauw en violet) zijn meer verspreid dan langere golflengten (rood en geel). Dus als we in een richting van de lucht kijken, weg van de zon, zien we die golflengten die het meest gebogen zijn.

Het daglicht is eigenlijk een complex spectrum van veel verschillende golflengten, maar het wordt gedomineerd door licht met golflengten tussen 400 nanometer (violet) en 450 nanometer (blauw). Een nanometer is een miljardste van een meter.

Beeldgalerijen


Zonsopgangen & zonsondergangen


Luchtbeelden


Curious Clouds

Het menselijk oog is gevoelig voor licht tussen ruwweg 380 en 740 nanometer. Op een typisch netvlies zijn er 10 miljoen staven voor het detecteren van lage lichtniveaus en 5 miljoen kegeltjes voor het detecteren van kleuren.

Elke kegel bevat pigmenten die het bereik van golflengten beperken waarop de kegel reageert. Er zijn drie soorten kegels voor lange, middellange en korte golflengten.

"Je hebt ze alle drie nodig om de kleuren correct te zien," legt Smith uit.

De piekrespons voor de lange kegels is bij 570 nanometer (geel), gemiddeld bij 543 nanometer (groen) en kort bij 442 nanometer (tussen violet en blauw). Maar de drie kegeltjes zijn gevoelig over brede, overlappende golflengtebereiken, wat betekent dat twee verschillende spectra dezelfde respons in een reeks van verschillende kegeltjes kunnen veroorzaken.

Een goed voorbeeld hiervan is geel. Er is een bepaald smal bereik van golflengten dat we "puur" geel zouden kunnen noemen (of een ander voor "puur" blauw, enzovoort). Echter, dezelfde reeks kegels die reageert op een licht van zuiver geel reageert ook op de superpositie van zuiver rood en puur groen licht.

Twee spectra die dezelfde kegelrespons hebben, worden metameren genoemd. Smith benadrukte dat dit alleen betrekking heeft op het neurale signaal dat uit het oog komt - lang voordat het door de hersenen werd verwerkt.

"In eerder onderzoek, mensen uitgesneden kegels uit de ogen van dode mensen en de reactie op verschillende spectra gemeten," zei hij.

Dezelfde "truc" die rood en groen geel maakt, gebeurt in de lucht. Maar in dit geval roept de combinatie van violet en blauw dezelfde kegelrespons op als puur blauw plus wit licht, dat een gelijke mix is ​​van alle kleuren.

"Je oog kan het verschil niet zien tussen dat complexe spectrum en een dat een mengsel is van puur blauw en wit," zei Smith.

Bij andere dieren is de luchtkleur ongetwijfeld anders. Buiten de mens en sommige andere primaten hebben de meeste dieren slechts twee soorten kegeltjes in plaats van drie (dichromatisch vs. trichromatisch).

Honingbijen en sommige vogels zien bij ultraviolette golflengten die onzichtbaar zijn voor mensen.

  • Het nieuwe mysterie van water
  • Zeldzaam maar echt: mensen die kleur voelen, proeven en horen
  • Geavanceerde optica... op Butterfly Wings
  • De vele smaken van mist


Video Supplement: DIY School Supplies! 12 Weird Back to School Hacks!.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com