Himmel (planetarisk)

fra Wikipedia, den gratis encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning
Morgenhimmel med et skylandskab

Himlen er den opfattelse, at der præsenteres for en iagttager, når han ser på overfladen af jorden i retning af rummet . Afhængigt af tidspunktet på dagen og vejrforholdene kan forskellige fænomener ses både i atmosfæren og i rummet.

Udsigten fra overfladen af ​​andre planeter kaldes også himlen.

Himlens hvælving

Det himmelske hvælving er den del af den himmelske sfære ( firmament ), der ser ud til at bule over horisonten . Da himlen ikke har en vis afstand til observatøren, er " hvælven " en illusion. Himlens udseende som en skål buet over jorden findes i mange mytologier og har bidraget til den lange eksistens af et geocentrisk syn på verden . Når man ser på nattehimlen , vises stjernerne meget langt fra jorden, uden at der ses nogen forskelle i afstand. Da ingen ændringer i de indbyrdes afstande mellem faste stjerner er mærkbare under den tilsyneladende rotation af stjernehimmelen om natten, ser disse ud til at ligge på en kugle som baggrund.

daghimlen fremstår det himmelske hvælving for observatøren mindre som en halvkugle end som en flad buet skal, der er længere væk i horisonten end ved zenit . Dette indtryk svarer til virkeligheden med hensyn til troposfæren , som vist ved skyer, der bevæger sig i samme højde, hvor bjergtinder synes at forsvinde. Den forskellige intensitet af det azurblå ( himmelblå ) bidrager også til dette. Med dette perspektiv af en topocentrisk relation er afstandsestimater mulige. Dette viser forskelle i størrelse for et objekt på forskellige afstande, for eksempel et krantog, der passerer zenit og nærmer sig horisonten. Erfaringerne på denne måde kan imidlertid ikke blot overføres til astronomisk fjerne objekter, såsom månen (se måne -illusion ). [1]

Dagshimlen

Hvorfor er himlen lys?

Uklarhed gør himlen lysere og hvidere mod solen. Den himmelblå dominerer i tårnets skygge.

Når sollys trænger ind i atmosfæren , spredes noget af lyset og dermed oplyser himlen. Uden denne diffuse stråling ville himlen være “sort” som rummet. Det spredte lys får også jorden til at skinne blåt og hvidt set udefra.

Afhængigt af vinklen til solen polariseres det spredte lys i forskellige grader. Når himlen er overskyet, er polarisationsgraden lavere på grund af flere spredninger, men vinkelfordelingen af ​​polariseringsretningen forbliver den samme. [2] Multispredning udligner også spredningens bølgelængde og vinkelafhængighed, hvorfor skyer, der ikke er for tykke, er hvide. En tåget himmel viser imidlertid den overvejende spredning i den forreste retning af partikler, der er lige så store som eller større end bølgelængden ( Mie -spredning , billede til højre). Uden dis er daghimlen dybblå.

Himlen blå

Strømfordeling af direkte og luftspredt sollys

Lys med en blå spektral farve er spredt omkring 10 gange stærkere i luften end det længerebølgede røde lys, fordi spredningsstrukturen - lokale tæthedsudsving i luften - er meget lille, se Rayleigh spredning . Figuren til højre viser, at den maksimale intensitet af direkte solstråling er i det grønne spektralområde, men maksimum for det spredte lys er langt i det ultraviolette område. Denne usynlige ultraviolette stråling er tilstrækkelig til solbadning i skyggen.

Blå himmel over Rio

British National Physical Laboratory undersøgte himlen over 25 steder rundt om i verden med et kolorimeter for at bestemme lysintensiteten for bølgelængden af farven blå på vegne af et rejsebureau. På målingstidspunktet i 2006 virkede den dagblå himmelblå over Rio de Janeiro mere intens end to dusin andre steder. Himlen fremstår særligt blå og klar, når de øverste lag i atmosfæren kun indeholder en lille mængde kondenseret væske (vanddråber) - såsom contrails - og støvpartikler, der også kraftigt vil sprede langbølget lys. [3]

Himlens blå ved solopgang og solnedgang samt himmelens intense blå i tusmørke, når himlen er klar, har en anden fysisk årsag end Rayleigh, der spredes alene. Fænomenet kendt som den blå time af ozon skyldes især absorption opførsel af ozonlaget i en højde på 20 til 30 km.

Historisk

Himlens blå i tusmørkefaserne skyldes hovedsageligt ozonlagets absorptionsadfærd

Den 27. juli 1760 trak Leonhard Euler lysinducerede partikler ind i naturlige svingninger for at forklare himmelens blå. [4] I 1800 -tallet viste Tyndall , at lys er spredt på kolloider (små dråber, støv) ( Tyndall -effekt ) og Strutt (Baron Rayleigh), at jo kortere bølgelængden er, desto stærkere er lyset spredt på kolloider (Rayleigh -Spredende). Lysspredning fra kolloider kunne imidlertid ikke fuldstændigt forklare himmelens farve, da der næppe er nogen afhængighed af mængden af ​​kolloider i atmosfæren. Derfor har andre forskere foreslået, at de meget mindre molekyler af nitrogen eller ilt skal være ansvarlige for spredning af lys. Der var imidlertid ingen forklarende model for spredning på så små partikler. Albert Einstein var den første til at beskrive en model for fotoelektriske effekter på molekyler, der var i overensstemmelse med mange forsøg.

Aftagende halvmåne kort før solopgang (dagen før gammelt lys ). I skumringen kan lys fra solen under horisonten, som reflekteres af lagskyer, nå observatøren.

En inkonsekvens forblev imidlertid: himmelens blå i skumringen. Ifølge teorien om Rayleigh-spredning, selv når solen er lav, bør den kortbølgede blå komponent i sollys stort set spredes ud, når solens stråler passerer på grund af den lange vej i jordens atmosfære (ca. 35 gange længere end når solen er på sit højeste punkt). Derfor skulle himlen ved zeniten faktisk fremstå grå til sort. Den amerikanske geofysiker Edward Hulburt (1890-1982) behandlede dette spørgsmål og kunne afklare det i 1952. Hulburt var i stand til at bevise, at kun en tredjedel af lyset, der falder som himmelblåt fra zenitretningen ved solnedgang, er baseret på Rayleigh -spredning, men to tredjedele på ozons særlige absorptionsadfærd. Det blå lys på himlen i tusmørket skyldes derfor stort set ozonlaget.

Himlen på andre tidspunkter af dagen

Lignende forhold gælder også for nattehimlen, men er næsten ikke synlige for det blotte øje. I stedet kan man se flere andre effekter, som artiklen Night Sky omhandler mere detaljeret. Artiklen Starry Sky omhandler synet af stjernerne, artiklen Twilight omhandler de atmosfæriske fænomener ved ændring af dag og nat.

Da månen ikke har nogen atmosfære, er himlen der sort . Billedet viser jorden fra Apollo 8 's perspektiv.

Udsigt over himlen udefra

Selvom den blå del af sollyset i atmosfæren er spredt i alle retninger, dvs. også tilbage i rummet, er den ”blå himmel” næppe synlig fra rummet. Intensiteten af ​​det spredte lys fra atmosfæren er for lav i forhold til det lys, der reflekteres fra jordens overflade. Set fra rummet ser man derfor kun himmelens meget lysere baggrund: Jordens overflade . Fra jordens overflade ses himlen mod den mørke baggrund i rummet . Den blå himmel kan stadig observeres indirekte: Jordens vandoverflader afspejler den blå himmel, hvor der ikke er skydække. Da jorden er omkring 70% dækket af vand, kommer billedet af en " blå marmor " frem. Natsiden af ​​jorden er aldrig helt mørk på grund af spredningseffekter, især - bortset fra skydækket - på grund af menneskeskabt lysforurening .

litteratur

  • Ernst Seidl: Himlen. Ideel billede og forståelse af verden . MUT, Tübingen 2011, ISBN 978-3-9812736-2-5 .
  • H. Dittmar-Ilgen: Hvordan saltet kommer ned i havvandet ... Hirzel-Verlag, 2005, ISBN 3-7776-1315-0 , s. 19: Gåden om vores blå planet .
  • Aden Meinel, Marjorie Meinel: Solnedgange, tusmørke og aftenhimmel. 2. udgave. Cambridge University Press, 1991, ISBN 0-521-40647-1 .
  • Craig F. Bohren, Alistair B. Fraser: Colors of the Sky. I: Fysiklæreren. Bind 23, nummer 5, 1985, s. 267-272, doi: 10.1119 / 1.2341808 .

Weblinks

Commons : Heaven - album med billeder, videoer og lydfiler

Individuelle beviser

  1. Ifølge Welf A. Kreiner: Hvorfor er månen så stor i dag? Open Access Repository ved University of Ulm, 2001 ( doi: 10.18725 / OPARU-60 ) den opfattede afstand til horisonten svarer til to til tre gange den opfattede afstand fra zenit.
  2. ^ R. Hegedüs et al.: Polarisationsmønstre af tykke skyer: overskyet himmel har en fordeling af polariseringsvinklen svarende til klar himmel. I: J Opt Soc Am A. 24, 2007, s. 2347-2356, doi: 10.1364 / JOSAA.24.002347 .
  3. www.farbimpulse.de
  4. ^ SI Wawilow: Breve til en tysk prinsesse om nogle fysiske og filosofiske emner.