Miks on päikeseloojang punane? Imeline küsimus. Kõige elementaarsem vastus on, et valgust murduvad atmosfääris olevad osakesed ja nähtav on spektri punane ots. Et paremini mõista, et teil peavad olema põhiteadmised valguse käitumisest õhus, atmosfääri koostisest, valguse värvist, lainepikkustest ja Rayleighi hajumisest ning siin on kogu teave, mida vajate nende asjade mõistmiseks.
Maa atmosfäär on üks peamisi tegureid päikeseloojangu värvi määramisel. Atmosfäär koosneb peamiselt gaasidest, millesse on paisatud veel mõned molekulid. Kuna see ümbritseb täielikult Maad, mõjutab see seda, mida näete igas suunas. Kõige levinumad gaasid meie atmosfääris on lämmastik (78%) ja hapnik (21%). Ülejäänud ühe protsendi moodustavad gaasid, nagu argoon, veeaur ja paljud väikesed tahked osakesed, nagu tolm, tahm ja tuhk, õietolm ja sool ookeanidest. Pärast vihmasaju või ookeani lähedal võib õhus olla rohkem vett. Vulkaanid võivad atmosfääri paisata suurel hulgal tolmuosakesi. Reostus võib lisada erinevaid gaase või tolmu ja tahma.
Järgmiseks tuleb vaadata valguslaineid ja valguse värvi. Valgus on energia, mis liigub lainetena. Valgus on vibreerivate elektri- ja magnetväljade laine ning see on osa elektromagnetilisest spektrist. Elektromagnetlained liiguvad läbi ruumi valguse kiirusega (299 792 km/s). Kiirguse energia sõltub selle lainepikkusest ja sagedusest. Lainepikkus on kaugus lainete tippude vahel. Sagedus on lainete arv, mis mööduvad igas sekundis. Mida pikem on valguse lainepikkus, seda madalam on sagedus ja seda vähem energiat see sisaldab. Nähtav valgus on elektromagnetilise spektri osa, mida meie silmad näevad. Lambipirni või Päikese valgus võib näida valge, kuid tegelikult on see paljude värvide kombinatsioon. Valgust saab prisma abil jagada erinevateks värvideks. Vikerkaar on loomulik prismaefekt. Spektri värvid segunevad üksteisega. Värvidel on erinevad lainepikkused, sagedused ja energiad. Violetsel on lühim lainepikkus, mis tähendab, et sellel on kõrgeim sagedus ja energia. Punasel on pikim lainepikkus ning madalaim sagedus ja energia.
Et seda kõike kokku panna, peame vaatama valguse tegevust meie planeedi õhus. Valgus liigub sirgjooneliselt, kuni seda segatakse (gaasimolekul, tolm või midagi muud). Mis selle valgusega juhtub, sõltub valguse lainepikkusest ja osakese suurusest. Tolmuosakesed ja veepiisad on palju suuremad kui nähtava valguse lainepikkus, seega põrkab see tagasi erinevatesse suundadesse. Peegeldunud valgus näib valge, kuna see sisaldab endiselt kõiki samu värve, kuid gaasimolekulid on väiksemad kui nähtava valguse lainepikkus. Kui valgus neile vastu põrkab, toimib see teisiti. Kui valgus tabab gaasimolekuli, võib osa sellest imenduda. Hiljem kiirgab molekul valgust teises suunas. Värv, mida kiirgatakse, on sama värvi, mis imendus. Valguse erinevad värvid on mõjutatud erinevalt. Kõik värvid võivad neelduda, kuid kõrgemad sagedused (sinised) neelduvad sagedamini kui madalamad (punased). Seda protsessi nimetatakse Rayleighi hajutamiseks.
Lühidalt öeldes on vastus küsimusele 'miks päikeseloojang punane on?': Päikeseloojangul peab valgus liikuma kaugemale atmosfäärist, enne kui see teieni jõuab, nii et suurem osa sellest peegeldub ja hajub ning päike näib hämaram. Päikese enda värv näib muutuvat, esmalt oranžiks ja seejärel punaseks, sest isegi rohkem lühikese lainepikkusega siniseid ja rohelisi on nüüd hajutatud ning näha on ainult pikemad lainepikkused (punased, oranžid).
Oleme ajakirjale Universe Today kirjutanud palju artikleid päikeseloojangu kohta. Siin on artikkel selle kohta päikesetõus ja loojang , ja siin on mõned päikeseloojangu pildid .
Kui soovite Päikese kohta rohkem teavet, vaadake NASA päikesesüsteemi uurimise juhend päikese kohta ja siin on link lehele SOHO missiooni koduleht , millel on uusimad pildid Päikesest.
Oleme salvestanud ka Päikesest rääkiva Astronomy Cast'i episoodi. Kuulake siin, 30. jagu: päike, laigud ja kõik .
Viide:
NASA kosmosekoht
