Difuzní záření oblohy

Difúzní záření oblohy  je sluneční záření , které dopadá na zemský povrch poté , co bylo rozptýleno molekulami nebo pevnými částicemi v atmosféře . Ze všeho slunečního záření, které se rozptyluje v atmosféře, se nakonec asi dvě třetiny dostanou k Zemi jako difúzní záření (pokud je Slunce vysoko nad obzorem, je rozptýleno alespoň 25 % dopadajícího záření).

Hlavní mechanismy rozptylu světla v atmosféře ( Rayleighův rozptyl , Mieův rozptyl ) jsou elastické, to znamená, že když k tomu dojde, změní se směr záření beze změny vlnové délky.

Proč je nebe modré?

Obloha vypadá modře, protože vzduch rozptyluje světlo s krátkou vlnovou délkou více než světlo s dlouhou vlnovou délkou. Intenzita Rayleighova rozptylu v důsledku kolísání počtu molekul vzdušného plynu v objemech úměrných vlnovým délkám světla je úměrná , kde  je vlnová délka, to znamená, že fialová část viditelného spektra je rozptýlena přibližně 16krát intenzivněji než červená . Protože modré světlo má kratší vlnovou délku, na konci viditelného spektra se v atmosféře rozptyluje více než červené. Díky tomu má část oblohy mimo směr Slunce modrou barvu (ne však fialovou, protože intenzita záření ve slunečním spektru je nerovnoměrná a intenzita ve fialové části spektra je v ní menší, a i kvůli menší citlivosti oka na fialovou a více na modrou, která dráždí nejen čípky citlivé na modrou sítnici , ale i čípky citlivé na červené a zelené světlo).

Při západu slunce a svítání putuje přímé sluneční světlo tangenciálně k zemskému povrchu, takže dráha, kterou urazí světlo v atmosféře, je mnohem delší než ve dne. Z tohoto důvodu je většina modrého a dokonce i zeleného světla rozptýlena do stran z přímého slunečního světla, takže přímé světlo slunce, stejně jako mraky, které osvětluje, a obloha blízko obzoru , jsou namalovány v červených tónech .

S jiným složením atmosféry, například na jiných planetách, může být barva oblohy, a to i při západu slunce, odlišná. Například barva oblohy na Marsu je červenorůžová [1] .

Rozptyl a absorpce  jsou hlavními příčinami útlumu intenzity světla v atmosféře. Rozptyl se mění jako funkce poměru průměru rozptylující částice k vlnové délce světla . Když je tento poměr menší než 1/10, dochází k Rayleighovu rozptylu, ve kterém je koeficient rozptylu úměrný . Při větších poměrech velikosti rozptylujících částic k vlnové délce se zákon rozptylu mění podle rovnice Gustava Mi ; když je tento poměr větší než 10, jsou zákony geometrické optiky použitelné s dostatečnou přesností pro praxi .

pod zataženou oblohou

Při zatažené obloze většina přímého slunečního záření nedopadá na zem. To, co projde, se láme od kapiček vody zavěšených ve vzduchu. Existuje mnoho kapek a každá má svůj vlastní tvar, a proto se láme svým vlastním způsobem. To znamená, že mraky rozptylují světlo z oblohy a v důsledku toho se k zemi dostane bílé světlo. Pokud jsou mraky velké, část světla je absorbována a barva oblohy je šedá.

Záření při rozptylu se ve spektrálním složení příliš nemění: kapky vody v oblacích jsou větší než vlnová délka, takže celé viditelné spektrum (od červené po fialovou) je rozptýleno přibližně stejně. Intenzita záření kolísá (odhadem) od 1/6 intenzity přímého slunečního záření pro relativně tenké mraky do 1/1000 pro nejtlustší bouřkové mraky.

referenční body

Protože v Rayleighově rozptylu je rozptýlené světlo zcela nebo částečně polarizováno (v závislosti na úhlu rozptylu), existují na nebeské polokouli čtyři body, jejichž záření je nepolarizované .

Fotografie

viz také

Poznámky

  1. ↑ Kathy Miles. The Martian Sky: Stargazing from the Red Planet  (anglicky) . Hvězdná obloha. Získáno 24. října 2012. Archivováno z originálu dne 3. listopadu 2012.

Odkazy