Czy możesz zrobić zachód słońca w filiżance mleka?

Pytanie

tak, zachód słońca można zrobić w szklance mleka.

Ten sam pomarańczowo-czerwony wzór kolorów, który widzisz po zachodzie słońca, możesz stworzyć w filiżance mleka, jeśli odpowiednio zaaranżujesz sytuację.

Fizyka, która sprawia, że ​​twoja filiżanka mleka jest pomarańczowa i czerwona, jest dokładnie tą samą fizyką, która sprawia, że ​​niebo o zachodzie słońca jest pomarańczowe i czerwone.

Robienie zachodu słońca w filiżance mleka

W tym sensie, możesz dosłownie zrobić zachód słońca w filiżance mleka. Nie potrzebujesz nawet słońca, żeby to zrobić. Przyjrzyjmy się najpierw podstawowej fizyce, a potem zrozumiemy, jak zrobić zachód słońca w filiżance.
zachód słońca w filiżance
Te zdjęcia przedstawiają zachód słońca w filiżance mleka i błękitne niebo w filiżance mleka.

Aby uzyskać te obrazy, wszystko czego potrzebujesz to mleko rozcieńczone do odpowiedniej ilości i jasne, biała żarówka trzymana blisko mleka.

Wzory kolorów w tych kubkach są spowodowane dokładnie tą samą fizyką, która powoduje zachody słońca i błękitne niebo.

Kolor pomarańczowy jest widoczny, gdy patrzy się bezpośrednio na żarówkę przez kielich, a kolor niebieski jest widoczny, gdy patrzy się na bok kubka w stosunku do żarówki.

Gdy światło rozprasza się od obiektu, który jest znacznie większy niż jego długość fali, światło zachowuje się jak mały marmur.

Z tego powodu, różne kolory światła odbijają się od dużego obiektu pod tym samym kątem.

Ten rodzaj rozpraszania nazywa się “rozproszenie geometryczne”.

Jest to typ rozpraszania, który najlepiej znamy w życiu codziennym.

Czerwone światło ma długość fali 630 nanometry. W przeciwieństwie, średnica jabłka wynosi około 8 cm, który mówi o 130,000 razy większa niż długość fali światła czerwonego.

W związku z tym, czerwone światło zdecydowanie odbija się geometrycznie od jabłka.

Ponieważ białe światło składa się ze wszystkich widocznych kolorów, rzucanie białego światła na przedmiot, który jest znacznie większy niż długość fali światła, powoduje, że różne kolory odbijają się pod tym samym kątem.

Prowadzi to do dwóch efektów, gdy duży obiekt jest oświetlony białym światłem: 1) obiekt ma ten sam kolor bez względu na to, pod jakim kątem jest oglądany, oraz 2) ogólny kolor przedmiotu jest w dużej mierze zależny od tego, które kolory są, a które nie są wchłaniane.

Na przykład, liść klonu jest znacznie większy niż długość fali światła widzialnego i dlatego powoduje geometryczne rozproszenie światła.

Zdrowy liść klonu wchłania czerwień, Pomarańczowy, żółty, niebieski, i fioletowe światło z pełnego rozproszenia kolorów, które są obecne w padającym białym świetle słonecznym.

W związku z tym, liść odbija tylko zielone światło.

Widzimy liść jako zielony, ponieważ jest to jedyny kolor światła, który dociera do naszych oczu.

Ponadto, liść wygląda na zielony ze wszystkich kątów widzenia.

Ponieważ kolor dużego obiektu zależy głównie od jego widma absorpcji, co zazwyczaj jest stałe dla wszystkich obiektów wykonanych z tego samego materiału, kolor dużego obiektu jest taki sam dla wszystkich obiektów tej samej klasy.

Na przykład, wszystkie zdrowe liście na dębie są zielone.

Ponieważ kolor jest stały we wszystkich kątach widzenia i we wszystkich obiektach w klasie, gdy działa rozpraszanie optyczne, ludzie mają tendencję do myślenia o kolorze jako wrodzonej właściwości obiektu, co jest pomocnym, ale niedokładnym uproszczeniem.

W przeciwieństwie do rozpraszania geometrycznego, Rozpraszanie Rayleigha polega na rozpraszaniu światła od obiektów, które są znacznie mniejsze niż długość fali światła.

Kiedy światło rozprasza się od takiego obiektu, światło nie zachowuje się jak marmur uderzający i odbijający się od punktu na powierzchni przedmiotu.

Raczej, światło działa jak wibrujące, jednolite pole elektryczne, które całkowicie obejmuje obiekt.

W rezultacie, światło w pewnym stopniu rozprasza się we wszystkich kierunkach.

Ponadto, ilość światła, które rozprasza się w określonym kierunku, zależy od koloru światła, a nie od geometrii powierzchni obiektu.

Prowadzi to do dwóch efektów, gdy mały przedmiot (mniejszy niż około 100 nanometry) jest oświetlony białym światłem: 1) obiekt ma inny kolor w zależności od tego, pod jakim kątem jest oglądany, oraz 2) kolor przedmiotu nie zależy od kształtu lub właściwości materiału powierzchni przedmiotu.

Jaki jest wzór kolorów generowany przez rozpraszanie Rayleigha?? Obiekt wyświetlający rozpraszanie Rayleigha rozprasza głównie niebieskie i fioletowe kolory w kierunku bocznym, zostawiając czerwony, Pomarańczowy, żółty, Zielony, i zmniejszone ilości niebieskiego i fioletu, aby kontynuować podróż w kierunku do przodu.

Ponieważ małe przedmioty nie rozpraszają zbyt wiele światła, a ponieważ ludzie nie widzą niewielkich ilości światła, potrzeba dużej kolekcji małych obiektów, aby ludzie mogli zobaczyć światło wytwarzane przez rozpraszanie Rayleigha.

Ponadto, obiekty muszą być sprawiedliwie rozłożone, aby zachowywały się jak niezależne obiekty.

Jeśli zbiór małych obiektów znajduje się bliżej siebie niż długość fali światła, będą po prostu zachowywać się jak jeden gigantyczny przedmiot.

Więc, gdzie możemy znaleźć dużą kolekcję obiektów w nanoskali, które są nieco rozproszone?? W atmosferze i zawieszone w cieczach.

Kiedy myślisz o małych przedmiotach rozproszonych w atmosferze, pewnie myślisz o cząsteczkach kurzu, kawałki zanieczyszczeń, krople deszczu, kropelki mgiełki, i małe kropelki płynnej wody, które tworzą chmury.

Okazuje się, że w porównaniu do długości fali światła widzialnego, wszystkie te obiekty są zbyt duże, aby uczestniczyć w rozpraszaniu Rayleigha.

Zamiast, obiekty te generują głównie rozproszenie geometryczne, który ma tendencję do rozpraszania wszystkich kolorów równomiernie we wszystkich kierunkach.

Z tego powodu, pył, skażenie, deszcz, mgła, a chmury bywają białe, lub odmiany bieli, takie jak szary lub brązowy.

Obiekty na niebie, które są wystarczająco małe, aby wykazywać rozpraszanie Rayleigha, to same cząsteczki powietrza, które są głównie cząsteczkami azotu (N2) i cząsteczki tlenu (O2).

Każda cząsteczka powietrza najbardziej rozprasza kolory niebieski i fioletowy w kierunku bocznym i pozwala pozostałym kolorom kontynuować w kierunku do przodu.

Dlatego niebo w ciągu dnia jest niebieskie (niebo w ciągu dnia nie wygląda na fioletowe z kilku powodów, głównym jest to, że ludzkie oczy nie widzą zbyt dobrze koloru fioletowego).

Wokół zachodu słońca, między słońcem a obserwatorem jest tak dużo powietrza, że ​​niebieskie kolory zostały już rozrzucone na inne części ziemi, pozostawiając głównie kolory czerwony i pomarańczowy.

Mleko to głównie zbiór maleńkich, pokrytych białkiem kropelek oleju zawieszonych w wodzie.

Te plamy są wystarczająco małe, aby generować rozpraszanie Rayleigha. W związku z tym, świecąc światłem przez szklankę mleka, możesz uzyskać takie same efekty kolorystyczne jak na niebie.

Jednakże, zwykłe mleko ma tak wysoką koncentrację tych kropelek oleju, że każdy promień światła rozprasza się wiele razy przed wyjściem z kubka.

Każda seria wielu zdarzeń rozpraszania ma tendencję do losowania i uśredniania efektów kolorystycznych rozpraszania Rayleigha.

W rezultacie, szklanka mleka w normalnym stężeniu wygląda po prostu na biało.

Aby zobaczyć efekty kolorystyczne, musisz rozcieńczyć mleko. Spowoduje to, że plamy oleju rozprzestrzenią się na tyle, że promienie światła rozproszą się tylko raz.

Weź przezroczysty szklany kubek o gładkiej powierzchni i napełnij go wodą prawie po samą górę.

Następny, dodawać mleko do kubka po kropli. Po dodaniu każdej kropli, wszystko wymieszaj i spójrz na jasną żarówkę przez filiżankę.

Kontynuuj dodawanie kropli mleka, aż żarówka stanie się czerwona lub pomarańczowa, gdy patrzysz przez filiżankę.

Presto! Masz zachód słońca w filiżance. Aby wzmocnić efekt, rób to w nocy przy wyłączonych wszystkich światłach z wyjątkiem jednej żarówki, na którą patrzysz przez filiżankę.

Następny, ustaw się tak, aby patrzeć na bok kubka w stosunku do linii łączącej kubek z żarówką;. Widzisz teraz niebieski kolor. Presto! Masz dzienne niebo w filiżance.

Kredyt:https://wtamu.edu/~cbaird/sq/2015/09/23/możesz-zrobić-zachód-w-kubku-mleka/

Zostaw odpowiedź