Varför är solnedgången röd? Fantastisk fråga. För att bättre förstå att du måste ha en grundläggande förståelse för hur ljus beter sig i luften, atmosfärens sammansättning, ljusets färg, våglängder och Rayleigh-spridning och här är all information du behöver för att förstå dessa saker.
Jordens atmosfär är en av de viktigaste faktorerna för att bestämma vilken färg en solnedgång är. Atmosfären består främst av gaser med några andra molekyler som kastas in. Eftersom den helt omger jorden påverkar det vad du ser i alla riktningar. De vanligaste gaserna i atmosfären är kväve (78%) och syre (21%). De återstående enstaka procenten består av spårgaser, som argon, och vattenånga och många små fasta partiklar, som damm, sot och aska, pollen och salt från haven. Det kan finnas mer vatten i luften efter en regnstorm eller nära havet. Vulkaner kan sätta stora mängder dammpartiklar högt i atmosfären. Föroreningar kan lägga till olika gaser eller damm och sot.
Därefter måste du titta på ljusvågor och ljusets färg. Ljus är en energi som rör sig i vågor. Ljus är en våg av vibrerande elektriska och magnetiska fält och är en del av det elektromagnetiska spektrumet. Elektromagnetiska vågor rör sig genom rymden med ljusets hastighet (299 792 km / sek). Strålningens energi beror på dess våglängd och frekvens. En våglängd är avståndet mellan topparna på vågorna. Frekvensen är antalet vågor som passerar varje sekund. Ju längre ljusets våglängd är, desto lägre är frekvensen och desto mindre energi finns det. Synligt ljus är den del av det elektromagnetiska spektrum som våra ögon kan se. Ljus från en glödlampa eller solen kan se vit ut, men det är faktiskt en kombination av många färger. Ljus kan delas upp i sina olika färger med ett prisma. En regnbåge är en naturlig prismaeffekt. Spektrumets färger smälter in i varandra. Färgerna har olika våglängder, frekvenser och energier. Violet har den kortaste våglängden vilket betyder att den har den högsta frekvensen och energin. Rött har den längsta våglängden och den lägsta frekvensen och energin.
För att sätta samman allt måste vi titta på ljusets handling i luften på vår planet. Ljus rör sig i en rak linje tills det störs (gasmolekyl, damm eller något annat). Vad som händer med det ljuset beror på ljusets våglängd och partikelns storlek. Dammpartiklar och vattendroppar är mycket större än våglängden för synligt ljus, så det hoppar av i olika riktningar. Det reflekterade ljuset verkar vitt eftersom det fortfarande innehåller alla samma färger, men gasmolekyler är mindre än våglängden för synligt ljus. När ljus stöter på dem fungerar det annorlunda. Efter att ljuset träffar en gasmolekyl kan en del av den absorberas. Senare strålar molekylen ljuset i en annan riktning. Färgen som strålas ut är samma färg som absorberades. De olika färgerna på ljus påverkas på olika sätt. Alla färger kan absorberas, men de högre frekvenserna (blues) absorberas oftare än de lägre frekvenserna (röda). Denna process kallas Rayleigh-spridning.
Lång historia kort, svaret på "varför är solnedgången röd?" Är: Vid solnedgången måste ljuset resa längre genom atmosfären innan det kommer till dig, så mer av den reflekteras och sprids och solen verkar dunkare. Solens färg verkar förändras, först till orange och sedan till röd eftersom ännu mer av den korta våglängden blues och greener nu är spridda och bara de längre våglängderna (röda, apelsiner) är kvar att se.
Vi har skrivit många artiklar om solnedgången för Space Magazine. Här är en artikel om soluppgång och solnedgång, och här är några solnedgångsbilder.
Om du vill ha mer information om solen kan du kolla in NASA: s solsystem för utforskning av solsystemet och här är en länk till SOHO: s uppdragssida, som har de senaste bilderna från solen.
Vi har också spelat in ett avsnitt av Astronomy Cast allt om solen. Lyssna här, avsnitt 30: The Sun, Spots and All.
Referens:
NASA Space Place
