תרגיל 7 מעברי קרינה באטמוספירה או : " מדוע השמים כחולים ?" " מדוע השקיעה והזריחה אדומות ?" " מדוע העננים לבנים ?" " מדוע האופק לבן ?" " מדוע השמש צהובה ?"

חוק וין חוק Wien: קיימת תלות בין טמפ ' של גוף לבין אורך הגל שהוא פולט. חוק Wien: קיימת תלות בין טמפ ' של גוף לבין אורך הגל שהוא פולט. קרינת השמש (visible): טמפ ' השמש  K6000 ולכן : קרינת השמש (visible): טמפ ' השמש  K6000 ולכן : קרינת כדה " א (IR): טמפ ' כדה " א 17 ° C ולכן : קרינת כדה " א (IR): טמפ ' כדה " א 17 ° C ולכן : אורך הגל (מיקרון = אלפית המילימטר) טמפ' הגוף T K = T C שיא הפליטה בצבע כחול. סך עוצמת הקרינה נותן צבע שמש צהובה

חוק פלנק עצמת הקרינה קשורה לאורך הגל עצמת הקרינה קשורה לאורך הגל ככל שאורך הגל קצר יותר בעל יותר אנרגיה ככל שאורך הגל קצר יותר בעל יותר אנרגיה ככל שגוף חם יותר הוא פולט קרינה בעלת אורך גל קצר יותר ולכן יותר אנרגיה ככל שגוף חם יותר הוא פולט קרינה בעלת אורך גל קצר יותר ולכן יותר אנרגיה E=h*ν E=h*ν קבוע פלנק = h = 6.62*10^(-34) ( ג'אול/שנייה) קבוע פלנק = h = 6.62*10^(-34) ( ג'אול/שנייה) תדירות הגל ( מס תנודות בשנייה ) = v תדירות הגל ( מס תנודות בשנייה ) = v v=c/γ v=c/γ

עוצמת הקרינה ביחס לאורך הגל

אורכי גל קרינת השמש מול כדור הארץ

סך פזור אורכי הגל של קרינת השמש

פיזור אור או : " מה קורה כאשר קרן אור פוגשת חלקיק ?" האור הלבן המגיע מהשמש מורכב למעשה ממספר צבעים (אורכי גל). האור הלבן המגיע מהשמש מורכב למעשה ממספר צבעים (אורכי גל). אם D« ( מולקולות אוויר למשל), מתרחש פיזור ריילי (Rayleigh scattering): קרן האור מתפרקת למספר צבעים באופן כזה שאורכי הגל הקצרים (הצבע הכחול) מפוזרים בזוית גדולה יותר מאורכי הגל הארוכים (הצבע האדום) אם D« ( מולקולות אוויר למשל), מתרחש פיזור ריילי (Rayleigh scattering): קרן האור מתפרקת למספר צבעים באופן כזה שאורכי הגל הקצרים (הצבע הכחול) מפוזרים בזוית גדולה יותר מאורכי הגל הארוכים (הצבע האדום) אם D≈ ( אבק, טיפונות מים), מתרחש פיזור מיי (Mie scattering): קרן האור אינה מתפרקת, אך מפוזרת לכל הכיוונים, ובעיקר בכיוון הקרן המקורית. אם D≈ ( אבק, טיפונות מים), מתרחש פיזור מיי (Mie scattering): קרן האור אינה מתפרקת, אך מפוזרת לכל הכיוונים, ובעיקר בכיוון הקרן המקורית. D – קוטר החלקיק D – קוטר החלקיק - אורך הגל - אורך הגל פיזור ריילי (Rayleigh) פיזור מיי (Mie Scattering)

מדוע השמים כחולים ? האור היוצא מהשמש מכיל את כל הצבעים ( אורכי הגל )

מדוע השמים כחולים ? כאשר קרן האור פוגעת במולקולה של אוויר היא מתפרקת לצבעים המרכיבים אותה ( פיזור ריילי ) כאשר קרן האור פוגעת במולקולה של אוויר היא מתפרקת לצבעים המרכיבים אותה ( פיזור ריילי ) כל צבע מוסט לכיוון אחר כל צבע מוסט לכיוון אחר האדום מוסט מעט האדום מוסט מעט הכחול מוסט הרבה הכחול מוסט הרבה פיזור ריילי (Rayleigh)

מדוע השמים כחולים ? ביום, כאשר השמש גבוהה בשמים, המסלול אשר עוברות הקרניים קצר יותר, ולכן הפיזור חלקי ביום, כאשר השמש גבוהה בשמים, המסלול אשר עוברות הקרניים קצר יותר, ולכן הפיזור חלקי הצבע הכחול מפוזר לצדדים וחוזר מכל הכיוונים הצבע הכחול מפוזר לצדדים וחוזר מכל הכיוונים בצהרים, סביב השמש השמים לבנים – שילוב של כחול ואדום בצהרים, סביב השמש השמים לבנים – שילוב של כחול ואדום

מדוע השמים אדומים בשקיעה / זריחה ? בשקיעה ובזריחה השמש נמוכה בשמים. בשקיעה ובזריחה השמש נמוכה בשמים. קרני האור עוברות דרך ארוכה יותר באטמוספירה קרני האור עוברות דרך ארוכה יותר באטמוספירה

מדוע השמים אדומים בשקיעה / זריחה ? האור מפוזר יותר והצבע הכחול כלל לא מגיע לקרקע האור מפוזר יותר והצבע הכחול כלל לא מגיע לקרקע רק הגוונים האדומים מגיעים אל הצופה רק הגוונים האדומים מגיעים אל הצופה

כאשר יש גוף בשמים בזמן השקיעה, הוא ייצבע באדום כאשר יש גוף בשמים בזמן השקיעה, הוא ייצבע באדום כאשר יש אבק רב באטמוספירה ( אובך, זיהום ) השמים נראים אדומים יותר כאשר יש אבק רב באטמוספירה ( אובך, זיהום ) השמים נראים אדומים יותר

כיצד הייתה נראית השקיעה ללא אטמוספירה ? מימין : שקיעת הירח מעל האופק כפי שהיא נראית מכדוה " א מימין : שקיעת הירח מעל האופק כפי שהיא נראית מכדוה " א משמאל : שקיעת כדור הארץ מעל האופק בירח. ( צולם מחללית אפולו ) משמאל : שקיעת כדור הארץ מעל האופק בירח. ( צולם מחללית אפולו ) כדוה " א אינו פולט אור אלא רק מחזיר את אור השמש הפוגע בו כדוה " א אינו פולט אור אלא רק מחזיר את אור השמש הפוגע בו

מדוע קו האופק נראה לבן ולא כחול ?

חלקיקים גדולים באטמוספירה ( אבק, זיהום אוויר, עננים ) גורמים לפיזור שווה של הקרינה בכל הכיוונים ( פיזור מיי - Mie) חלקיקים גדולים באטמוספירה ( אבק, זיהום אוויר, עננים ) גורמים לפיזור שווה של הקרינה בכל הכיוונים ( פיזור מיי - Mie) לכן, האור המוחזר מהם נראה לבן לכן, האור המוחזר מהם נראה לבן פיזור מיי (Mie Scattering)

מדוע עננים נראים לבנים ? טיפונות העננים גדולות ביחס למולקולות האוויר וגורמות לפיזור מיי. טיפונות העננים גדולות ביחס למולקולות האוויר וגורמות לפיזור מיי. לכן, האור המוחזר מהם נראה לבן לכן, האור המוחזר מהם נראה לבן

האם השמש צהובה ? האור המגיע אלינו ישירות מהשמש מכיל את כל הצבעים, פרט לחלק מהכחול אשר פוזר בדרך. האור המגיע אלינו ישירות מהשמש מכיל את כל הצבעים, פרט לחלק מהכחול אשר פוזר בדרך. לכן, כאשר אנו מסתכלים ישירות אל השמש, היא תראה מעט " צהבהבה " אך לא ממש צהובה. לכן, כאשר אנו מסתכלים ישירות אל השמש, היא תראה מעט " צהבהבה " אך לא ממש צהובה.

שאלות ?