Ar žinojote, kad Saulė šviečia... žaliai!? Bet kodėl mes ją matome geltoną? (1)
Ar kada nors susimąstėte, kodėl Saulė danguje mums atrodo šilta, geltonai švytinti, nors fizika teigia ką kita? Šis klausimas veda mus į įdomią kelionę po optikos, biologijos ir astronomijos pasaulį, kur tai, ką matome, dažnai skiriasi nuo tikrovės.
© recraft.ai (Free Tier Assets) | https://www.recraft.ai
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Paaiškėja, kad mūsų žvaigždės paviršiaus temperatūra, siekianti apie 5500 °C, reiškia, jog didžiausia spinduliuotė pasireiškia maždaug 500 nm bangos ilgyje, kas teoriškai turėtų suteikti žalią spalvą. Tačiau mūsų akys fiksuoja Saulę kaip geltoną – ši tariama prieštara kyla dėl žmogaus regos ribotumų ir saulės spinduliuotės ypatumų.
Kodėl Saulę matome geltoną, o ne žalią?
Pagal Wieno poslinkio dėsnį, bet kuris objektas skleidžia spinduliuotę su didžiausio intensyvumo bangos ilgiu, atvirkščiai proporcingu jo temperatūrai. Saulės, kurios temperatūra yra apie 5776 K, spinduliuotės maksimumas iš tikrųjų patenka į ~500 nm – tai žalia regimosios srities dalis. Tačiau spinduliuotės maksimumas nėra aštrus – Saulė skleidžia daug spinduliuotės įvairiais bangos ilgiais, todėl mūsų akims susidaro geltonos spalvos įspūdis.
|
Svarbu pažymėti ir tai, kad žvaigždės nesielgia kaip idealūs juodieji kūnai. Jų šviesos emisiją modifikuoja elementai, sudarantys jų struktūrą, todėl atsiranda charakteringos spektrinės linijos. Dalį jų galime matyti, bet dauguma lieka už mūsų jutimo ribų.
Kalbant apie žmogaus suvokimą, mūsų rega apima tik nedidelę elektromagnetinio spektro dalį – nuo 380 iki 700 nm. Tai tik menkas spinduliuotės diapazono fragmentas, kuris prasideda nuo metrinių radijo bangų ir baigiasi nanometrų dalies gama spinduliais.
Šviesa susideda iš fotonų, turinčių korpuskulinio ir banginio pobūdžio savybes. Kuo trumpesnis bangos ilgis, tuo daugiau energijos turi fotonas – todėl apie 380 nm violetinė šviesa yra energingesnė už 700 nm raudoną. Mūsų rega evoliucionavo taip, kad optimizuotų saulės šviesos panaudojimą, todėl matome būtent tą spektrinę dalį.
Svarbu suprasti ir Saulės skleidžiamos energijos pasiskirstymą. Mūsų žvaigždė išspinduliuoja apie 3,8 × 10²⁶ W, iš kurių Žemę pasiekia apie 1400 W/m². Šios spinduliuotės sudėtis gali nustebinti – didžiąją dalį sudaro regimoji šviesa ir infraraudonoji spinduliuotė. Apie 40 % yra regimoji šviesa, infraraudonoji – beveik pusė visos emisijos. Ultravioletinė, rentgeno ir radijo spinduliuotė sudaro tik nedidelę dalį, o ultravioletinė paprastai neviršija 8 %.
Žemės atmosfera veikia kaip natūralus filtras, ypač pralaidus regimajai šviesai. Ant žemės paviršiaus jos dalis padidėja iki ~42 %, nes azotas ir deguonis yra skaidrūs šiems bangos ilgiams. Tai turi praktinių pasekmių saulės elementų projektavimui – jie koncentruojasi į regimosios ir infraraudonosios šviesos sugavimą, ignoruodami mažiau reikšmingas spektro dalis.
Astrofizikos požiūriu, Saulės šviesumo (luminancijos) supratimas padeda mokslininkams tirti žvaigždžių evoliuciją ir modeliuoti Žemės klimatą. Pavyzdžiui, raudonosios nykštukės turi mažiau nei 0,1 Saulės šviesumo, o milžiniškos žvaigždės, tokios kaip Betelgeizė, spindi daugiau nei 100 000 kartų ryškiau.
Šis paradoksas – žaliai spindinti Saulė, kurią matome geltoną – puikiai atskleidžia, kokia sudėtinga yra šviesos prigimtis ir kaip mūsų jutimai gali klaidinti dėl tikrosios aplinkos esmės. Nors fizika aiškiai rodo žalią spinduliuotės maksimumą, mūsų kasdienis geltonos Saulės stebėjimas yra taip pat tikras – tiesiog tai dvi skirtingos tos pačios įdomios realybės perspektyvos.
.png)
