Gökyüzü Neden Mavidir? Gökyüzünün Mavi Olmasının Sebebi Nedir?

Gökyüzü Neden Mavidir? Gökyüzünün Mavi Olmasının Sebebi Nedir? Gökyüzünün mavi görünmesinin tek sebebi kırılma hadisesidir.
Güneş ışınları atmosfere girdiğinde atmosferdeki gaz moleküllerine ve toz parçacıklarına çarparak saçılır. Gün ışığı değişik dalga boylu birçok ışından oluşur. En kısa dalga boylu mavi ışınlar atmosferin üst tabakalarındaki küçük parçacılar tarafından hemen saçılırlar. Fakat kırmız ışık (ki en büyük dalga boylu ışıktır!) saçılmak için daha büyük parçacıklara çarpmak zorundadır.

MAVİ IŞIK DİĞER IŞIKLARA ORANLA EN FAZLA SAÇILAN IŞIKTIR

Gökyüzü açık olduğunda, mavi ışık diğer ışıklara oranla en fazla saçılan ışıktır. Bu yüzden de gökyüzü mavi görünür. Mesela gökyüzü yoğun bulutlarla veya dumanla dolu olduğunda, tüm ışınlar nerede ise aynı oranda saçılır. Bu da gökyüzünün gri renkte görünmesine sebep olur.

Güneş ışığı beyazdır fakat içinde birçok farklı rengi barındırır. Bu farklı renkleri, beyaz ışığı bir prizmadan geçirdiğimizde ya da bir gökkuşağı oluştuğu sırada görebiliriz. Güneş’ten gelen beyaz ışık Dünya atmosferinde yol alırken birçok parçacıkla çarpışarak saçılır. Saçılmanın miktarı ışığın dalga boyuna bağlı olarak değişir. Dalga boyu kısaldıkça saçılmanın miktarı artar. Örneğin kısa dalga boylu mavi ışık, uzun dalga boylu kırmızı ışığa göre daha büyük oranda saçılır. Işığın kendi dalga boyundan daha küçük tanecikler tarafından saçılmasını ifade etmek için Rayleigh Saçılması terimi kullanılır. Bu saçılmanın miktarı, ışığın dalga boyunun dördüncü kuvveti ile ters orantılıdır, yani dalga boyu kısaldıkça saçılan ışık miktarı artar.

Gökyüzünün mavi görünmesi, Güneş’ten gelen farklı renklerdeki (dalga boylarındaki) ışığın farklı oranlarda saçılmasının sonucudur. Güneş gökyüzünde yükseldiği zamanlarda Güneş’ten gelen kısa dalga boylu mavi ışık daha uzun dalga boylu renklere göre çok daha fazla saçılarak her yöne dağılır ve bu durum gökyüzünün mavi görünmesine sebep olur. Güneş’in doğuşu ve batışı gibi ufka çok yakın olduğu zamanlardaysa farklı bir durum ortaya çıkar. Güneş ufka yakın olduğunda güneş ışınları atmosferde çok daha fazla yol katederler. Bu yol boyunca kısa dalga boyuna sahip mavi ışık çok fazla soğurulma ve saçılmaya uğrar ve sonuç olarak uzun dalga boyuna sahip kırmızı diğer renklere göre gözümüze daha fazla miktarda ulaşır.

Gökkuşağına baktığımızda kırmızıdan yeşile, maviye ve nihayetinde mora kadar geniş bir renk yelpazesi görürüz. Mor ışık en kısa dalga boyuna sahiptir ve saçılma miktarı diğer renklere göre çok daha fazladır. Dolayısıyla gökyüzünün normalde mor görünmesi beklenebilir. Gökyüzünün mor yerine mavi görünmesinin temel nedenlerinden biri gözümüzdeki ışık reseptörlerinin (algılayıcılarının) maviye diğer renklere göre daha duyarlı olmasıdır.

Atmosferin etkisi

Eğer atmosfer olmasaydı gökyüzü simsiyah olacaktı. Ay seyahatlerinde çekilmiş  fotoğraflarda gölgeler güneş ışığıyla oluşuyor. Fotoğraftaki güneşli günde gökyüzü siyah, çünkü Ay’da atmosfer yok.

Dünya’nın atmosferi ise çeşitli gazlardan oluşan bir tabaka.  Işık, atmosferdeki işte bu gaz molekülleriyle etkileşince mavi gökyüzü oluşuyor.

Işık, bir elektromanyetik dalga yani elektrik ve manyetik alan titreşimlerinden oluşuyor.  Gaz molekülleri nötr fakat içlerinde yüklü parçacıklar yani elektron ve protonlar barındırıyorlar.  Elektromanyetik dalganın elektrik alan titreşimleri atomların içindeki yüklü parçacıkları (elektron ve protonlar) titreştiriyor. Yüklü parçacıklar gelen ışığın frekansında titreşiyor ve etrafa bu frekansta ışık yayıyor. Yani atmosferdeki moleküller anten gibi hem sinyal alıyorlar hem sinyal veriyorlar.

Bu etkileşim sonunda olan olaya saçılma deniyor çünkü ışık bir yönden gelip her yöne dağılıyor.

Dalgaboyu, moleküllerin boyutundan çok daha büyük olunca saçılan ışığın miktarı dalgaboyuna bağlı olarak değişiyor. Sonuçta daha küçük dalgaboyuna sahip mavi ışık, daha büyük dalgaboyuna sahip kırmızı ışığa göre daha fazla saçılıyor. Kırmızı bu etkileşimden mavi kadar etkilenmiyor, yoluna devam ediyor. Bu tür saçılmaya, dalgaboyu bağıntısını ilk kez hesaplayan Lord Rayleigh’ın (1842-1919) adı verilmiş: Rayleigh saçılması.

Güneş’ten uzak bir noktaya baktığımızda Güneş’ten doğrudan gelen ışığı değil, atmosferde saçılmış olan ışığı görebiliyoruz.  En fazla küçük dalgaboyları saçılıyor olduğuna göre Güneş’ten uzak bir noktaya baktığımızda bu en çok saçılan renkleri görmeyi bekliyoruz.

Hani en küçük dalgaboyu mor ışığındı. O zaman neden gökyüzü mor değil de mavi?

Bunun iki nedeni var, birincisi güneş ışığında her renkten eşit miktarda yok. Güneş her sıcak cisim gibi o da birçok farklı dalgaboyunda ve her dalgaboyundan farklı miktarda elektromanyetik dalga yayıyor.  Güneşten gelen ışıkta mor maviden daha az var.  En çok yeşil var ama yeşil, mavi kadar çok saçılmıyor.

Mavi görmemizin ikinci nedeni de gözlerimizin rengi algılama mekanizmalarıyla ilgili. Gözlerimiz rengi, retinadaki mavi, yeşil ve kırmızı dalgaboylarına hassas fotoreseptörler ile algılıyor.  Gözlerimiz maviye mordan daha hassas.

Ev yapımı saçılma

Evdeki malzemelerle saçılma olayını gözleyebileceğiniz bir deney yapabilirsiniz. İhtiyacınız olan malzemeler:

• İki adet bardak
• Su
• Fener
• Beyaz kağıt
• Pastörize* süt (birkaç damla)

*Sütün pastörize olması önemli. Pastörize edilmemiş sütün molekülleri çok büyük olduğundan Rayleigh saçılması yapamıyorlar, yani renkleri birbirinden ayıramıyorlar.  Hatırlarsanız moleküllerin boyutu dalgaboyundan çok daha küçük olmalıydı. Yüksek sıcaklıkta süt molekülleri parçalanıyor ve Rayleigh saçılması yapacak boyuta geliyor.

Bardaklara su doldurun. Karanlık bir odada fenerin ışığını suya doğrultun. Bardağın diğer tarafına beyaz bir kağıt koyup fenerin ışığının rengini inceleyin.

Bardaklardan ikincisine birkaç damla süt ekleyin ve karıştırın. Önce iki damlayla başlayın. Sadece su olan bardaktan geçen ışık ile iki damla süt olan bardaktan geçen ışığın rengini karşılaştırın eğer bir fark göremiyorsanız sütlü kavanoza bir iki damla daha süt ekleyin.

Fotoğrafta birkaç damla süt eklenmiş bardaktan geçen ışığın (Resim B) renginin kırmızımsı olduğunu görüyoruz. Bardaktaki süt, atmosferdeki gaz molekülleri gibi Rayleigh saçılmasına yol açıyor.  Saçılan küçük dalga boyları süt dolu bardağın rengini hafif mavimsi yapıyor. Maviyi çok net göremeyebilirsiniz, daha büyük kaplar kullanınca mavi daha belirgin oluyor. Fakat duvardaki beyaz ışığın kırmızıya dönmesi mor, mavi gibi küçük dalga boylarının bardaktan geçerken eksildiğine işaret ediyor. Beyaz ışığı oluşturan renklerden bir kısmı saçılınca duvara ulaşan ışık geriye kalanların rengini alıyor,  yani kırmızımsı oluyor.

Günbatımında Güneş’ten bize doğrudan gelen ışık daha kalın bir atmosfer tabakasından geçiyor, bu da daha çok saçılma demek. Aynı sütlü bardaktan geçen ışık gibi, Güneş’e doğru baktığımızda gördüğümüz kırmızılık da işte bu yüzden.

Gökyüzü Neden Mavidir, Gökyüzünün Mavi Olmasının Sebebi Nedir, Işığın Kırılma Noktaları Nelerdir, Hangi Işığın Yansıması Sayesinde Gökyüzü Mavidir, Asıl Rengi Mavi midir, Dalga Boyları Nelerdir, Işık Saçılması Nedir, Işığı Oluşturan Renkler Nelerdir, Gökyüzü Mor Mu Mavi mi, Güneşten Gelen Işık Hangi Renktir