- Если фиолетовый свет рассеивается даже сильнее синего, почему небо выглядит синим, а не фиолетовым?
- Это отличное наблюдение. Хотя закон рассеяния действительно предсказывает, что фиолетовый свет рассеивается наиболее сильно, два основных фактора объясняют синий цвет неба. Во-первых, солнечный свет изначально содержит меньше фиолетового света по интенсивности по сравнению с синим. Во-вторых, и что более важно, человеческий глаз менее чувствителен к фиолетовому свету, чем к синему и зелёному. Совокупный сигнал от рассеянного света по всему спектру, взвешенный по чувствительности нашего глаза, достигает максимума в синей области.
- Почему небо у горизонта выглядит белым или мутным в пасмурный день?
- Модель фокусируется на рэлеевском рассеянии на молекулах, которое доминирует в ясные дни. Мутное или белое небо указывает на наличие более крупных частиц, таких как капли воды, пыль или аэрозоли загрязнений. Эти частицы рассеивают все длины волн света более равномерно (процесс, называемый рассеянием Ми), что ослабляет насыщенный синий цвет и создаёт белесый оттенок. Данный симулятор упрощён и не включает этот тип рассеяния.
- Показывает ли симулятор, почему само солнце выглядит красным на закате?
- Да, косвенно. Когда солнце находится низко, его свет проходит гораздо более длинный путь через атмосферу, чтобы достичь ваших глаз. На этом длинном пути большая часть коротких синих волн рассеивается во всех направлениях. Свет, который достигает вас напрямую от солнца, таким образом, обеднён синим цветом, оставляя преимущественно более длинные красные и оранжевые волны, из-за чего солнце кажется красным. Градиент неба в симуляторе иллюстрирует это увеличение длины пути рассеяния.
- Является ли зависимость «обратная четвёртая степень» (λ⁻⁴) просто математической моделью или у неё есть физическая причина?
- Она имеет прямое физическое происхождение, вытекающее из классической электродинамики. Для частиц, размер которых много меньше длины волны, колеблющееся электрическое поле света индуцирует дипольный момент в молекуле. Излучаемая (рассеянная) мощность колеблющегося диполя зависит от частоты в четвёртой степени (или обратно от λ⁴). Это не произвольная аппроксимация, а теоретическое предсказание для идеальных малых рассеивателей.