Güneşli bir gün, başımızı kaldırıp baktığımızda gördüğümüz o muhteşem mavi rengin ardında, fizik yasalarının işleyişi yatar. Bu ders notunda, gökyüzünün mavi görünmesinin bilimsel açıklamasını, ışığın kırılması ve saçılması kavramları üzerinden adım adım öğreneceğiz.
Güneş'ten gelen ışık, bizim "beyaz ışık" olarak algıladığımız, aslında farklı dalga boylarına sahip renklerin birleşimidir. Bu renkleri, bir prizmadan geçen ışıkta veya bir gökkuşağında net olarak görebiliriz.
Gökyüzünün maviliğinin ana nedeni, İngiliz fizikçi Lord Rayleigh'in adıyla anılan bu saçılma olayıdır.
Güneş ışığı Dünya atmosferine girdiğinde, atmosferdeki gaz molekülleri (azot, oksijen) ve küçük parçacıklarla çarpışır. Bu çarpışma sonucu ışık saçılır (her yöne dağılır).
Rayleigh saçılması, ışığın dalga boyunun dördüncü kuvveti (\( \lambda^4 \)) ile ters orantılıdır. Matematiksel olarak saçılma şiddeti \( I \propto \frac{1}{\lambda^4} \) şeklinde ifade edilir.
Bu ne anlama gelir?
Mor ışık, maviden daha kısa dalga boyuna sahip olduğu için aslında daha fazla saçılır. Ancak gökyüzünü mavi görmemizin birkaç nedeni vardır:
Sonuç olarak, saçılan mavi ışık her yöne dağılır ve gözümüze ulaşır. Bu nedenle gökyüzüne baktığımızda, Güneş'ten doğrudan gelmeyen, atmosfer tarafından saçılan mavi rengi görürüz.
Bu olay, Rayleigh saçılmasının mükemmel bir kanıtıdır. Güneş ufukta alçaldığında, ışığının atmosferde kat etmesi gereken yol uzar.
Gökyüzünün mavi görünmesi, Güneş'ten gelen beyaz ışığın atmosferdeki moleküller tarafından saçılmasının (Rayleigh Saçılması) bir sonucudur. Bu saçılma, dalga boyunun dördüncü kuvveti ile ters orantılı olduğu için, kısa dalga boylu mavi ışık en çok saçılan renk olur ve tüm gökyüzüne yayılır. Gün doğumu ve batımındaki kırmızılık ise aynı fizik yasasının, ışığın atmosferde daha uzun bir yol alması durumundaki doğal bir sonucudur.
