sì, puoi fare un tramonto in una tazza di latte.

Lo stesso schema di colori arancione e rosso che vedi quando il sole tramonta può essere creato nella tua tazza di latte se imposti la situazione correttamente.

La fisica che rende la tua tazza di latte arancione e rossa è la stessa identica fisica che rende il cielo al tramonto arancione e rosso.

Fare il tramonto in una tazza di latte

In questo senso, puoi letteralmente fare un tramonto nella tua tazza di latte. Non hai nemmeno bisogno del sole per farlo. Diamo un'occhiata prima alla fisica di base e poi capiremo come fare un tramonto in una tazza.

Queste immagini mostrano un tramonto in una tazza di latte e il cielo azzurro in una tazza di latte.

Per ottenere queste immagini, basta solo il latte diluito nella giusta quantità e un brillante, lampadina bianca tenuta vicino al latte.

I modelli di colore in queste tazze sono causati dalla stessa identica fisica che causa i tramonti e i cieli blu.

Il colore arancione si vede guardando direttamente la lampadina attraverso la tazza e il colore blu si vede guardando il lato della tazza rispetto alla lampadina.

Quando la luce si disperde da un oggetto molto più grande della sua lunghezza d'onda, la luce agisce proprio come una biglia.

A causa di ciò, i diversi colori della luce rimbalzano tutti su un oggetto grande con la stessa angolazione.

Questo tipo di dispersione si chiama “dispersione geometrica”.

È il tipo di dispersione con cui abbiamo più familiarità nella vita di tutti i giorni.

La luce rossa ha una lunghezza d'onda di 630 nanometri. In contrasto, il diametro di una mela è di circa 8 centimetri, che è circa 130,000 volte maggiore della lunghezza d'onda della luce rossa.

Perciò, la luce rossa rimbalza decisamente su una mela geometricamente.

Poiché la luce bianca è composta da tutti i colori visibili, brillare una luce bianca su un oggetto che è molto più grande della lunghezza d'onda della luce fa sì che i diversi colori riflettano tutti con la stessa angolazione.

Questo porta a due effetti quando un oggetto grande è illuminato da luce bianca: 1) l'oggetto ha lo stesso colore indipendentemente dall'angolo con cui è visto, e 2) il colore complessivo dell'oggetto è in gran parte determinato da quali colori vengono e non vengono assorbiti.

Per esempio, una foglia d'acero è molto più grande della lunghezza d'onda della luce visibile e quindi fa sì che la luce si diffonda geometricamente.

Una foglia d'acero sana assorbe il rosso, arancia, giallo, blu, e luce viola dalla piena diffusione dei colori che sono presenti nella luce solare bianca incidente.

Perciò, la foglia riflette solo la luce verde indietro.

Vediamo la foglia come verde poiché questo è l'unico colore della luce che raggiunge i nostri occhi.

inoltre, la foglia sembra verde da tutti gli angoli di visuale.

Poiché il colore di un oggetto di grandi dimensioni è determinato principalmente dal suo spettro di assorbimento, che è tipicamente costante per tutti gli oggetti realizzati con lo stesso materiale, il colore di un oggetto grande è lo stesso per tutti gli oggetti della stessa classe.

Per esempio, tutte le foglie sane di una quercia sono verdi.

Perché il colore è costante in tutti gli angoli di visualizzazione e in tutti gli oggetti di una classe quando è attiva la diffusione ottica, gli umani tendono a pensare al colore come una proprietà innata di un oggetto, che è una semplificazione utile ma imprecisa.

In contrasto con la dispersione geometrica, La diffusione di Rayleigh comporta la diffusione della luce da oggetti che sono molto più piccoli della lunghezza d'onda della luce.

Quando la luce si disperde su un tale oggetto, la luce non si comporta come una biglia che colpisce e rimbalza su un punto sulla superficie dell'oggetto.

Piuttosto, la luce agisce come un campo elettrico vibrante uniforme che avvolge completamente l'oggetto.

Di conseguenza, la luce si disperde in tutte le direzioni in una certa misura.

inoltre, la quantità di luce che si disperde in una certa direzione dipende dal colore della luce e non dalla geometria della superficie dell'oggetto.

Questo porta a due effetti quando un oggetto piccolo (più piccolo di circa 100 nanometri) è illuminato da luce bianca: 1) l'oggetto ha un colore diverso a seconda dell'angolo con cui è visto, e 2) il colore dell'oggetto non è determinato dalla forma o dalle proprietà del materiale della superficie dell'oggetto.

Qual è il modello di colore generato dallo scattering di Rayleigh?? Un oggetto che mostra lo scattering di Rayleigh disperde principalmente i colori blu e viola nella direzione laterale, lasciando rosso, arancia, giallo, verde, e quantità ridotte di blu e viola per continuare a viaggiare in avanti.

Poiché i piccoli oggetti non diffondono molta luce, e poiché gli umani non possono vedere piccole quantità di luce, ci vuole una grande collezione di piccoli oggetti affinché gli umani possano vedere la luce prodotta dalla diffusione di Rayleigh.

inoltre, gli oggetti devono essere equamente distribuiti in modo che agiscano come oggetti indipendenti.

Se un insieme di piccoli oggetti è più vicino l'uno all'altro della lunghezza d'onda della luce, agiranno come un unico oggetto gigante.

Così, dove possiamo trovare una vasta collezione di oggetti su scala nanometrica che sono un po' dispersi?? In atmosfera e sospesi nei liquidi.

Quando si pensa a piccoli oggetti dispersi nell'atmosfera, probabilmente pensi alle particelle di polvere, po' di inquinamento, gocce di pioggia, gocce di nebbia, e le piccole goccioline di acqua liquida che compongono le nuvole.

Si scopre che rispetto alla lunghezza d'onda della luce visibile, tutti questi oggetti sono troppo grandi per partecipare alla diffusione di Rayleigh.

Anziché, questi oggetti generano principalmente dispersione geometrica, che tende a disperdere tutti i colori allo stesso modo in tutte le direzioni.

Per questa ragione, polvere, inquinamento, piovere, nebbia, e le nuvole tendono ad essere bianche, o variazioni di bianco come il grigio o il marrone.

Gli oggetti nel cielo che sono abbastanza piccoli da mostrare lo scattering di Rayleigh sono le stesse molecole d'aria, che sono principalmente molecole di azoto (N2) e molecole di ossigeno (O2).

Ogni molecola d'aria disperde maggiormente i colori blu e viola nelle direzioni laterali e lascia che gli altri colori continuino nella direzione in avanti.

Ecco perché il cielo diurno è blu (il cielo diurno non sembra viola per diversi motivi, il principale è che gli occhi umani non vedono molto bene il colore viola).

Intorno al tramonto, c'è così tanta aria tra il sole e l'osservatore che i colori blu sono già stati sparsi in altre parti della terra, lasciando principalmente i colori rosso e arancione.

Il latte è principalmente una raccolta di minuscole gocce di olio ricoperte di proteine ​​sospese nell'acqua.

Questi blob sono abbastanza piccoli da generare lo scattering di Rayleigh. Perciò, facendo brillare la luce attraverso un bicchiere di latte, puoi ottenere gli stessi effetti di colore del cielo.

tuttavia, il latte normale ha una concentrazione così alta di queste gocce d'olio che ogni raggio di luce si disperde molte volte prima di uscire dalla tazza.

Ogni serie di più eventi di scattering tende a randomizzare e ad eliminare la media degli effetti cromatici dello scattering di Rayleigh.

Di conseguenza, una tazza di latte a concentrazione regolare sembra bianca.

Per vedere gli effetti di colore, devi diluire il latte. Ciò farà sì che le macchie d'olio si diffondano abbastanza da far sì che i raggi di luce si diffondano solo una volta.

Prendi una tazza di vetro trasparente con una superficie liscia e riempila quasi fino all'orlo con acqua.

Il prossimo, aggiungere il latte nella tazza una goccia alla volta. Dopo aver aggiunto ogni goccia, mescola tutto insieme e guarda una lampadina brillante attraverso la tazza.

Continua ad aggiungere le gocce di latte finché la lampadina non appare rossa o arancione se vista attraverso la tazza.

Presto! Hai un tramonto in una tazza. Per aumentare l'effetto, fallo di notte con tutte le luci spente tranne quella che stai guardando attraverso la tazza.

Il prossimo, posizionati in modo da guardare il lato della tazza rispetto alla linea che collega la tazza e la lampadina. Ora vedi un colore blu. Presto! Hai il cielo diurno in una tazza.

Credito:https://wtamu.edu/~cbaird/sq/2015/09/23/can-you-make-a-sunset-in-a-cup-of-milk/