Słoneczna lekcja fizyki

Czy jest ktoś taki, kto chociaż raz w życiu nie przystanął na chwilę, żeby zachwycić się zachodem słońca? Ta iście magiczna chwila, stanowiąca element codziennego spektaklu odgrywanego przez naszą najbliższą gwiazdę, porusza w nas czułe struny, ale może stanowić także swoistą lekcję fizyki.

Podziwiając zachodzące słońce możemy zauważyć, że im bardziej zbliża się ono do horyzontu, tym bardziej jego barwa zmienia się na czerwono-brunatną, a błękitny kolor nieba zanika. „Dlaczego tak się dzieje?” – to pytanie, które często pada z ust dzieci w tym kontekście, jednak okazuje się, że nawet wielu dorosłych ma problem z udzieleniem na nie precyzyjnej odpowiedzi. Aby rozwikłać zagadkę, co właściwie odpowiada za tę efektowną przemianę, należy podjąć próbę zrozumienia, w jaki sposób światło słoneczne oddziałuje z ziemską atmosferą. Światło emitowane przez słońce to światło białe, w którego skład wchodzą wszystkie kolory tęczy (fioletowy, niebieski, zielony, żółty, pomarańczowy oraz czerwony). Wiadomo, że poszczególne barwy to fale elektromagnetyczne, charakteryzujące się różną długością (od 400 nanometrów w przypadku fioletu do 700 nanometrów dla czerwieni). Wielkość ta (tzn. długość fali) przekłada się z kolei na ich zdolność do rozpraszania. Najprościej mówiąc – im krótsza jest długość danej fali, tym łatwiej może ulegać ona rozproszeniu. Dysponując tą informacją można stosunkowo łatwo wyobrazić sobie, co dokładnie dzieje się podczas zachodu słońca. Gdy jego pozycja względem horyzontu stopniowo obniża się, światło musi pokonywać coraz grubszą warstwę atmosfery, na skutek czego wzrasta przewaga dłuższych, trudniej ulegających rozproszeniu fal, a do takich zaliczają się te, które są odbierane przez nasze oczy jako barwa pomarańczowa i czerwona.

Zachód słońca nad Martwą Wisłą. Na powierzchni wody – pokrytej siatką fal – rozciąga się migocząca jak brokat smuga słonecznego światła.

Inne ciekawe zjawisko optyczne związane ze słońcem można zobaczyć, gdy zachodzi ono nad zafalowaną powierzchnią wody. W takim przypadku, w pewnym momencie na wodzie pojawia się charakterystyczna, migocząca jak brokat smuga. Ten malowniczy efekt jest przejawem natury fal, które występując w dużej liczbie, stanowią tysiące niewielkich powierzchni zdolnych do odbijania światła. Owe powierzchnie działają, jak zwierciadła, powodujące powstawanie wielu pojedynczych błysków, które finalnie składają się na pojawienie się zniekształconego odbicia źródła światła (w tym przypadku słońca). Niewielkie odchylenia od kierunku poziomego względem obserwatora powodują, że powstające odbicie jest wydłużone, natomiast charakterystyczne migotanie jest oczywiście wynikiem nieustannego ruchu powierzchni wody. Proporcje tej świetlistej smugi można powiązać zarówno z kątem uniesienia słońca, jak i stopniem nachylenia fal. Generalnie, im niżej znajduje się słońce, tym tworzona przez nie świetlista ścieżka jest bardziej wydłużona. Z kolei wzrastająca stromizna fal, powoduje jej zauważalne poszerzenie. Co istotne, powyższe obserwacje można podeprzeć odpowiednimi wzorami matematycznymi, co sprawia, że wiedzę dotyczącą tego zjawiska z powodzeniem wykorzystuje się na przykład do precyzyjnego opisu prądów morskich.

Dlaczego w ogóle piszę o takich sprawach? Uważam, że ciekawość świata i otwartość na zrozumienie zachodzących w nim zjawisk jest czymś, co może uczynić naszą egzystencję bardziej interesującą i w wyższym stopniu świadomą (nie trzeba do tego formalnego wykształcenia :)). Są ludzie, którzy idąc przez życie patrzą głównie przez pryzmat serca, albo rozumu, ale ja należę do osób, które twierdzą, że zawsze warto wybierać drogę biegnącą mniej więcej pośrodku…

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj /  Zmień )

Połączenie z %s

%d blogerów lubi to: