Een van de meest intrigerende vragen die de meeste mensen vanaf hun kindertijd volgen, is: Omdat de lucht blauw is?Deze twijfel wordt nog interessanter als we ontdekken dat het universum donker isen ook als we zien dat in de schemering de kleur die in de lucht wordt gevisualiseerd, verandert in een roodachtige tint.Maar waarom gebeurt dit?
Welnu, om al deze vragen te beantwoorden, moeten we eerst begrijpen: de compositie van kleuren en licht. De kleuren die we zien zijn opgebouwd uit golven. Elke kleur heeft een andere golflengte. Deze lengte is de afstand tussen de ene kam en de andere, dat wil zeggen tussen de hoogste delen van de golf. Hoe langer de golflengte, hoe lager de stralingsenergie en vice versa.
De golflengte is de afstand van de ene piek tot de andere van een elektromagnetische golf.
Het zonlicht dat we aan de hemel zien, ziet er wit uit,maar eigenlijk wordt deze witte kleur gevormd door de vereniging van alle kleuren van de regenboog. Dit is te zien in de volgende afbeelding, waar wit licht door een prisma gaat en uiteenvalt in de volgende kleuren: rood, oranje, geel, groen, blauw, indigo en violet.
Ontleding van wit zonlicht bij het passeren van een prisma
Het onderstaande spectrum van zichtbaar licht laat zien dat rood de kleur is met de langste golflengte. Blauw, indigo en violet hebben de kortste golflengten.
Zichtbaar lichtspectrum en hun respectieve golflengten
Wanneer wit licht van de zon de atmosfeer van de aarde raakt, komt het in contact met de moleculen en atoomu doneren. Onder deze zeer kleine moleculen bevindt zich voornamelijk zuurstofgas (O2) en stikstofgas (N2). Deze deeltjes reflecteren of verspreiden de kleuren waaruit zonlicht bestaat in verschillende richtingen.
Maar licht verspreidt zich meer als het door deeltjes gaat met een diameter gelijk aan een tiende van de golflengte (kleur) van licht. Omdat blauwe tinten de kortste golflengten hebben, zijn ze beter compatibel met de kleine deeltjes waaruit de lucht bestaat dan de golflengten van rood, oranje, geel en groen.
Dus moleculen in de atmosfeer diffunderen blauw in een grotere hoeveelheid dan andere kleuren, en verspreiden blauw naar alle richtingen in de atmosfeer. Het is deze gereflecteerde kleur die onze ogen bereikt op het aardoppervlak, dus we kijken naar de blauwe lucht.
Astronauten die onze lucht buiten de aarde zien, zien ook de kleur die wordt weerspiegeld door de moleculen in de atmosfeer, dat wil zeggen, ze zien ook de hemelblauw van de aarde.
De kleur van de lucht is blauw omdat dit de kleur is die het meest wordt verspreid door deeltjes in de atmosfeer.
Maar in de ruimte is er geen atmosfeer, we zeggen dat er een vacuüm is. Omdat er geen atmosfeer is, worden de zonnestralen niet verstrooid en is de ruimte donker. Dit laat zien dat de kleur van de lucht afhangt van de deeltjes die in de atmosfeer aanwezig zijn. Omdat de atmosferen van andere planeten niet dezelfde zijn als die van ons, hebben hun deeltjes verschillende afmetingen en vormen en verspreiden ze daarom verschillende kleuren. Dit verklaart waarom de lucht op andere planeten een andere kleur heeft dan de onze.
De planeten van het zonnestelsel hebben luchten met verschillende kleuren vanwege de samenstelling van hun atmosferen.
Hier op aarde kan dit gebeuren ook worden gevisualiseerd. In de volgende afbeelding hebben we bijvoorbeeld een afbeelding van de lucht op de Mount Everest, de hoogste berg op aarde. Zie dat de lucht daar donkerder blauw is. Waarom gebeurt het? Omdat de dichtheid van lucht erg klein is en er weinig moleculen zijn om het blauw te verspreiden. Om deze reden is de kleur van de lucht donkerder.
De lucht op de Mount Everest is donkerder dan normaal
Er blijft echter één vraag over: Waarom is de lucht rood in de schemering?
Als de zon ondergaat, passeert het licht een veel grotere hoeveelheid atmosfeer voordat het onze ogen bereikt. Kleuren met langere golflengten, zoals rood en oranje, zijn de laatste die diffuus worden en zichtbaar zijn, zelfs nadat ze door deze grotere hoeveelheid atmosfeer zijn gegaan. Het blauwe licht, dat op deze manier bijna volledig wordt verstrooid, omdat de atmosfeer als filter werkt, bereikt onze ogen praktisch niet. Aan de andere kant kan rood licht, dat niet wordt verstrooid maar doorgelaten, worden gevisualiseerd.
Ook zijn stof- en rookdeeltjes die groter zijn dan luchtdeeltjes beter compatibel met de rode golflengten. Daarom verstrooien deze deeltjes meer rood dan blauw. Het resultaat is een prachtig uitzicht, zoals de hieronder getoonde zonsondergang:
Zonsondergang op het strand met roodachtige lucht
Door Jennifer Fogaça
Afgestudeerd in scheikunde
