하늘에 색이 생기는 이유가 무엇인가요?
하늘같은 경우에 저녁에는 검정색이 되버리는데, 아침이 되면 노을까지 파란색 -하늘색 으로 바뀌고 노을지면 주황색으로 변하던데. 이런 색변화가 생기는 이유가 뭔가요?
4개의 답변이 있어요!안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.
햇빛이 빛을 발할때 공기중의 수증기에 의한 빛의 반사로 인해 색이 생기게 됩니다. 비가 온 뒤 무지개가 보이는 원리 입니다
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 공기 중의 수증기나 먼지 그리고 태양빛의 입사각 변화 등으로 빛이 산란되기 때문입니다. 낮에는 푸른색인 이유는 파란색의 파장만 남기 때문이고 노을이나 여명이 붉은 이유는 붉은 파장이 남아있기 때문입니다.
공기 중에는 산소, 질소, 먼지 등이 있어요. 질소는 그중 78%, 산소는 21%죠. 둘을 합치면 무려 99%네요!
태양빛이 공기 중의 질소, 산소, 그 외의 것들의 작은 입자들과 부딪칠 때 빛은 원래의 방향을 틀어서 사방으로 퍼져요.
이것을 빛의 산란이라고 한답니다.
대기(공기)를 통하여 들어오는 자외선은 공기 입자들과 분자들에 의해 산란되어요.
우리가 하늘을 볼 때에는 공기층이 산란하여 지구에 직접 도달하는 빛을 보는 것이에요.
파장이 짧을수록, 진동수가 클수록 산란은 잘 일어나요.
보라색이나 파란색은 파장의 길이가 빨간색보다 짧아요. 빨간색보다 산란율이 약 6배로 크지요.
낮에는 태양 광선이 대기권을 조금만 통과해도 우리 눈에 들어와요.
짧은 거리에서 잘 산란하는 파란빛이 온 곳에서 우리 눈에 들어오지요.
우리가 낮에 하늘을 볼 때 파란색으로 느껴지는 이유가 여기에 있어요.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
우리말로는 어떻게 사용하는지는 자세히 모르겠지만 Rayleigh Scattering이라는 현상을 있습니다.
전자기파와 상호작용하는 물질의 입자의 크기가 해당 파장에 비해 굉장히 작을경우 보통 Rayleigh Scattering
현상이 일어날수 있는데요. 여기서 Scattering은 우리말로 산란이라고 합니다. 투명한 고체나 액체 그리고
일반적인 기체들에 보통의 가시광선수준의 파장을 지닌 전자기파를 입사시키면 이러한 산란현상이 일어나게
됩니다. 만약 물질의 입자가 전자기파의 파장에 비해 커지게 되면 다른 산란현상으로 설명하는데요 거기까지
설명하지는 않겠습니다.
어쨌든 Rayleigh Scattering의 조건에 의해 빛이 입자에 의해 산란되어 특정한 각도에서 측정되게되는 빛의
세기를 정리한식이 바로 아래식인데요.
여기서 Io가 원래의 빛의세기이고 θ는 산란된각 λ는 빛의파장 n은 굴절률 d는 입자의 지름에 해당합니다.
여기서 눈여겨볼만한 변수는 θ와 λ입니다. 즉 산란각과 빛의 파장인데 나머지값들은 고정된 값이라고 볼수
있으므로 산란된빛을 관찰하는 자기자신 또한 이미 정해진 자리에 존재하고 있으니 θ또한 고정된 값이라고
볼수 있습니다. 따라서 위식을 통해 알수 있는 중요한 의미는 산란된 빛의 세기는 빛의 파장의 네제곱에
반비레해서 커진다는 것입니다. 즉 파장이 커지면 커질수록 산란된 빛의 세기는 작아지고 작아질수록
빛의세기가 커지게 됩니다.