ZİHİN AÇAN YAZILAR

Güneşin Batarken Kırmızı Gözükmesinin Nedeni Nedir?

ABD’nin New Mexico eyaletinin başkenti olan Santa Fe şehri, 1610 yılında İspanyollar tarafından Rocky dağlarının güney eteklerine kuruldu. Civardaki sıradağlara “İsa’nın Kanı” anlamına gelen Sangre de Cristo ismini verdiler. Bu isim, Güneş’in batarken dağların tepelerinde oluşturduğu kırmızı parıltıdan ilham almıştı.

Sangre de Cristo

Peki Güneş’in batarken ufkun bir anda kırmızıya bürünmesine neden olan şey nedir?

Işık olgusu, bölünmüş bir kişiliğe sahip gizemli bir fenomendir: Bazen dalga halinde, bazen de partikül (tanecik) halinde hareket eder. Işığın bu ikili davranış biçimi dalga-parçacık ikiliği olarak bilinir.

Gün batımının neden kırmızı (veya kırmızımsı) olduğu anlamak için ışığın dalga hareketine yoğunlaşmalıyız.

DALGALAR

Matematikte dalga; tıpkı denizlerdeki dalgalar gibi yüksek bir noktadan alçak bir noktaya ve geriye doğru düzenli bir salınım hareketini temsil eder.

Grafikte ideal bir dalga gösterilmektedir. Dalganın şeklini belirleyen iki temel unsur vardır: dalga boyu ve genliği.

Bir dalganın dalga boyu, birbirini izleyen iki yüksek nokta arasındaki mesafedir (tepe noktaları) veya eşdeğer olarak birbirini izleyen iki düşük nokta arasındaki mesafedir. Bir dalganın genliği, zirvelerinin yüksekliğidir. Bu özelliklerin her ikisi de şekilde gösterilmiştir.

dalgalar
y=Asin(wt)

Matematiksel olarak bir dalga, sinüs fonksiyonu ile ifade edilebilir:

t: zaman (yatay eksen)

y: dikey pozisyon (dikey eksen)

A: dalganın genliği

w: dalganın frekansı

SES VE IŞIK DALGALARI

Çok tanıdık bir dalga biçimi stereo hoparlörlerinizden hava yoluyla kulaklarınıza giden ses dalgalarıdır. İşittiğiniz bir ses dalgasının boyu, o notaya dair bilgiler verir.

Gün batımına gelince; ışık, ses gibi bir dalga olarak da düşünülebilir. Bu nedenle, ışık ve sesin birçok ortak noktası vardır.

Örneğin, bir ses dalgasının dalga boyu hangi notayı duyduğunuzu belirlediği gibi, bir ışık dalgasının dalga boyu da gördüğünüz rengi belirler.

Şimdi ışık hakkında başka bir gizemli konu daha var. Güneş’ten gelen ışınlar gibi beyaz ışık tüm dalga boylarını içerir. Havadan farklı bir yoğunlukta olan prizmanın camı, Güneş ışınının kırılmasına neden olur.

ışık prizma

Ancak, farklı dalga boyları farklı açılarla kırılır. Örneğin, daha kısa dalga boyları (mavi ve mor olarak gördüğünüz yaklaşık 400nm) daha uzun dalga boylarından (turuncu ve kırmızı olarak gördüğünüz 700nm civarında) daha güçlü bir şekilde kırılır. Bu yüzden orijinal beyaz güneş ışını, güzel bir renk gökkuşağı haline dönüşür.

Güneş ışığı Dünya’nın atmosferine girdiğinde, yol boyunca her türlü molekül, parçacık ve su damlacıklarına çarpar. Bu, ışığın bir kısmının dağılmasına neden olur ve bu nedenle tüm Güneş ışığı Dünya yüzeyine ulaşmaz.

Bununla birlikte, farklı dalga boylarının bir prizma tarafından farklı şekilde kırılması gibi, Dünya atmosferi tarafından da farklı şekilde kırılır. Aslında, prizmada olduğu gibi, daha kısa dalga boyları daha uzun dalga boylarından daha güçlü bir şekilde dağılmıştır.

Gün ortasında, Güneş doğrudan başınızın üstünde olduğunda, güneş ışığının size ulaşmak için geçmesi gereken atmosfer miktarı nispeten azdır (aşağıdaki resme bakın).

Böylece toplam saçılma miktarı da nispeten azdır. Bununla birlikte, gün doğarken veya günbatımında, ışığın atmosferin çok daha büyük bir kısmından geçmesi gerekir (aşağıda gösterildiği gibi). Bu nedenle, toplam saçılma miktarı da daha fazladır.

atmosfer

Toplam saçılma miktarı nispeten küçük olduğunda (yani gün boyunca), daha kısa ve daha uzun dalga boylarının farklı saçılımı, her dalga boyunun yeterli ışığı hala size ulaşacağı için kırılma farkedilmez. Ancak, gün batımına yakın bu fark göze çarpmaktadır.

Daha kısa dalga boyları (mavi ve mor), atmosferdeki uzun yollarında daha uzun dalga boylarından (turuncu ve kırmızı) çok daha güçlü bir şekilde dağılmıştır.

Sonuç olarak, ışık spektrumunun turuncu-kırmızı kısmı, mavi-mor kısmından önemli ölçüde daha fazlası size ulaşır.

Şevket ÜNCÜ

KAYNAKÇA: https://plus.maths.org/content/why-are-sunsets-red

Güneşimiz ile ilgili bir başka yazımız için: Güneş Sıcaksa Uzay Neden Soğuk?

Matematiksel

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu