Gökyüzü neden mavi renkli diye kendinize daha önce hiç sordunuz mu? Doğa, bazı şeylerin nasıl oldukları konusunda bazı gizemler sunar. Dünyamızın en temel ve en büyük ışık kaynağı olan güneş ışıkları tamamen beyaz renklidir. Peki biz bu beyaz renkli ışık kaynağından gelen ışıkları neden mavi renkli olarak görüyoruz? Geçmiş dönemlerde bu konu ile ilgili birçok efsanevi teori öne sürülmüş olsa da günümüzde gökyüzü neden mavi sorusunun cevabını çok net biliyoruz.
Güneş Işığının Yolculuğu
Güneşten gelen beyaz ışık yolculuğu boyunca atmosferin bulunmadığı uzay boşluğunda hareket eder. Bu uzun ve destansı yolculuğu boyunca beyaz renkli güneş ışığı birçok parçacıklar çarpışarak saçılmaya başlar. Söz konusu bu saçılmanın miktarı ve boyutu ise ışığın dalga boyuna bağlı olarak değişim gösterir. Gökyüzünün rengi olan mavinin dalga boyu kısadır. Buna karşılık kırmızı rengin dalga boyu ise uzundur. Bu nedenle dalga boyu kısa olan mavi renk daha büyük oranda dağılır. Işığın dalga boyundan daha küçük tanecikler tarafından saçılmasını tanımlamak için ise Rayleigh Saçılması terimi kullanılmaktadır. Her ne kadar bu noktada saçılma ile ilgili teorem ve hesaplamalara girmeyecek olsakta saçılmanın miktarının ışığın dalga boyunun dördüncü kuvveti ile ters orantılı olduğunun bilinmesinde fayda vardır. Daha anlaşılır bir dille ifade etmek istersek dalga boyu kısaldıkça saçılan ışık miktarı artmaktadır.
Mavi Renkli Gökyüzü
Gökyüzü neden mavi sorusunun en temel cevabı güneşten gelen farklı dalga boyuncaki ışıkların farklı oranlarda saçılması olarak verilebilir. Güneşten gelen ışıklardan kısa dalga boyuna sahip olanlar uzun dalga boyuna sahip olanlara göre çok daha fazla saçılarak atmosferin her yerine dağılırlar ve gökyüzünün baskın mavi rengi oluşur. Buna karşın ise gündoğumu ve günbatımı gibi olaylarda ise daha farklı bir durum ortaya çıkar. Genellik bu saat dilimlerinde gökyüzünün rengi daha çok kırmızı ve turuncu tonlarında görülür. Bunun nedeni ise bu dilimlerde ışığın çok daha fazla yol katetmesidir. Bu uzun yolda mavi ışığın tamamı saçılarak sönümlenirken uzun dalga boyuna sahip kırmızı ve turuncu gibi renkler baskın hale gelir.
Güneş ışıklarının yolculuğunda meydana gelen renkler (Kaynak)
Gökkuşağının Renkleri
Tam bu noktada farklı bir atmosfer olayı olan gökkuşağına değinmekte de fayda var. Gökkuşağının renklerine baktığımızda ise çok geniş bir aralıkta değişim gösteren renkleri görürüz. Bu renklerden mor en kısa dalga boyuna sahiptir ve saçılma oranı da diğer tüm renklere göre en yüksektir. Gökkuşağının renkleri de bu farklı dalga boyları nedenile kısa süreler boyunca çıplak gözle görülebilirler. Bu noktada aklınıza madem mor rengin dalga boyu en kısa o zaman neden gökyüzünün rengi mor değil sorusu gelebilir. Evet, haklısınız ancak bu noktada gözümüzdeki renk reseptörleri devreye giriyor. İnsan anatomisi gereği gözümüzde bulunan renk reseptörleri mavi rengi algılmaya daha yatkın olduğu için gökyüzünü mavi görüyoruz. Renkleri algılamamızı sağlayan dalga boylarından birkaç tanesini de aşağıda bulabilirsiniz. Tekrar hatırlatmakta fayda var. Bir ışığın dalga boyu o ışığın rengini belirler.
- Mavi: 450-500 nm
- Yeşil: 500-570 nm
- Sarı: 570-590 nm
- Turuncu: 590-620 nm
- Kırmızı: 620-750 nm
Evde Işığın Saçılması Deneyi
Birçok bilimsel teoriyi ve olayı evimizdeki ufak tefek ekipmanları kullanarak çok basit bir şekilde deneyimleme imkanımız mevcuttur. Bu sayede hem kavramları içselleştirebiliriz hem de olayları gözümüzle görme şansına erişebiliriz. Gökyüzü neden mavi sorusunda yanıt ararken yapabileceğiniz ışığın saçılması deneyi de bu noktada yapabileceğiniz çok basit bir deneydir. Deneyde ihtiyaç duyacağınız malzemeleri aşağıda bulabilirsiniz.
- Su
- Süt (Az miktarda)
- Beyaz kağıt
- Fener veya lazer
- İki adet şeffaf (cam) bardak
Malzemeleri hazırladıktan sonra yapmanız gereken ilk şey iki bardağı yan yana koymak ve ikisine de su doldurmak. Soldaki bardakta sadece su varken sağdaki bardağa sadece birkaç damla kadar süt eklemeniz gerekiyor. Bu noktada çay kaşığı da kullanabilirsiniz. Kullandığınız sütün pastorize olmasına da lütfen dikkat edin. Çünkü pastörize olmamış sütlerde ışık yeterince saçılamıyor ve siz bu etkiyi göremeyebiliyorsunuz. İki bardağı da hazırladıktan sonra odanın ışıkları söndürün. Bardakların tam karşısına birer tane A4 boyutunda beyaz kağıt koyun.Öncelikle sadece su olan bardağa ışığı tutun ve kağıttaki renge bakın. Beyaz mı? Tamam, doğru! Şimdi sırada sağdaki içinde süt olan bardak var. Işığı süt olan bardağa tuttuğunuzda ne renk görüyorsunuz?
Gökyüzü neden mavi sorusunun cevabının aslında doğrudan ışığın saçılması ve dalga boyu ile ilgili olduğunu günümüzde artık herkes tarafından kabul edilen ve su götürmeyen bir gerçektir. Yukarıda anlattığımız ve gökyüzü neden mavi sorusunda yanıt arayan ev yapımı ışığın saçılımı deneyinin bir diğer versiyonunu ise aşağıdaki videodan izleyebilirsiniz.
