Questão:
Uma pergunta [muito básica?] Sobre dispersão de luz e cores
35T41
2017-10-08 00:57:58 UTC
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Desde a noite de dois dias atrás, a lua aqui em Israel parece ser laranja à medida que surge e, gradualmente, torna-se branca à medida que continua viajando pelo céu.

Este fenômeno ocorre em um grande momento, pois estou começando a me interessar por astronomia (eu não tenho nenhum conhecimento especial em astronomia, apenas para deixar isso claro). Então eu pesquisei e deparei com esta explicação.
Vou tentar resumir: diz que isso acontece por causa da atmosfera da Terra, que tende a espalhar comprimentos de onda curtos (como azul e verde) e deixar longos comprimentos de onda (como vermelho e laranja) passam. Quando a lua nasce, está na posição em que a luz que sai de nossos olhos atravessa a camada mais espessa da atmosfera (ao contrário de quando está no alto no céu noturno) e isso dá o efeito laranja. Eu entendi totalmente essa explicação, mas ela levanta algumas questões para mim, cujas respostas eu não consegui encontrar. Talvez voce possa me ajudar.

  1. Por que o fenômeno da lua laranja não ocorre o tempo todo?
    Não acontece com frequência. O que há de tão especial nas últimas três noites? Quer dizer, a luz da lua nascente sempre tem que passar por uma camada espessa de atmosfera, não é?
  2. Talvez isso não seja totalmente astronômico, mas, para completar o quadro geral - por que nossa atmosfera espalhar comprimentos de onda curtos?
  3. Esta explicação sugere que toda luz que chega até nós vinda do sol é (pelo menos) ligeiramente avermelhada. Isso é mensurável (se verdadeiro)? Porque a olho nu, a luz solar refletida por um prisma não mostra tendência para o vermelho.

Obrigado pelo seu tempo lendo a pergunta, espero que você possa me resgatar da minha ignorância ...

Dois respostas:
James K
2017-10-08 01:58:19 UTC
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  1. Pode haver um efeito específico. A fumaça de incêndios florestais ou cidades, poeira fina na atmosfera, etc. podem ter o efeito de fazer a lua parecer mais vermelha. No entanto, é provavelmente um exemplo de viés de observação. Você notou que a lua parecia laranja e nas noites subsequentes você estava procurando por esse efeito. Na verdade, isso acontece a cada nascimento da lua. Você simplesmente não percebeu isso antes (ou se percebeu, não causou impressão suficiente em você).

  2. Existem duas formas de dispersão aplicáveis . Dispersão de Rayleigh e dispersão de Mie. Também há absorção de algumas cores. O espalhamento de Rayleigh ocorre quando a onda eletromagnética que é luz faz com que as moléculas do ar ajam como pequenos dipolos elétricos. A luz então reflete dessas moléculas eletricamente ativas. Os comprimentos de onda mais curtos são afetados mais do que os mais longos.

  3. A luz emitida pelo sol é ligeiramente amarela. É ligeiramente avermelhado ao se espalhar pela atmosfera. No entanto, ele ainda contém uma mistura de todas as cores visíveis e, portanto, um prisma ainda mostrará um arco-íris completo. O avermelhamento não é aparente a olho nu, mas pode ser medido por instrumentos.

Editado, mas não entendo o que você entende por "branco" como algo distinto do que percebemos como branco.
A luz solar é mais branca do que o que realmente percebemos, na verdade por causa da atmosfera. De qualquer forma, é uma estrela amarela, pelo menos podemos concordar. Um ponto importante de alguma forma negligenciado em perguntas, respostas e comentários: a mesma fonte é percebida de forma diferente em contextos diferentes. As condições de iluminação afetam a aparência da lua, tanto em termos de brilho quanto de cor. Quanto ao ponto 3) considerações geométricas também estão envolvidas: a intensidade do espalhamento é inversamente proporcional à quarta potência de WL, se o espalhamento for menor que WL (ordem de 1/10).
"Branco" pode ser uma definição baseada na percepção ou uma definição científica baseada na intensidade igual em todas as frequências.
em * todas * as frequências? Nenhum radiador de corpo negro jamais poderia ser branco. Nenhuma luz branca pode ser produzida a partir de um led, combinação de leds ou lâmpada. Na verdade, duvido que exista luz branca. Se isso acontecer, suspeito que não pareceria "branco".
Alchimista
2017-10-08 15:07:05 UTC
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Além dos argumentos na resposta anterior, bem como nos comentários, considere o seguinte.

1) a lua nascente nem sempre é o mesmo laranja ou vermelho simplesmente porque isso depende da altura do sol, como deve estar claro se a dispersão for levada em consideração (ver ponto 2). Este é o principal motivo / resposta à sua pergunta principal.

2) sob aproximação, a intensidade do espalhado depende inversamente da quarta potência do comprimento de onda. Essa dependência é o que amplifica as diferenças entre a luz do sol que atinge nossos olhos diretamente (ou "reta, mas refletida" pela lua) e a luz que foi difundida primeiro. Uma explicação fácil, mas correta, para a relação dez para - 4 é fornecida pela Wikipedia em dispersão de Rayleigh.

3) Não negligencie a resposta de nossos olhos. Não é linear em termos de intensidade nem a sensibilidade é a mesma em comprimentos de onda diferentes. O que quer que você olhe, na atmosfera ou fora dela, parecerá diferente para um espectrômetro. O número máximo de fótons emitidos pelo Sol está na região que percebemos como verde, por exemplo. Isso é verdade tanto no espaço quanto depois de passar pela atmosfera.



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