Per què el cel és blau? (2)

NOTA: En aquesta experiència s’utilitzen punters làser; tingues present que han de ser de baixa potència, que mai s’ha d’enfocar directament (ni amb reflexió directa) als ulls i que l’experimentació ha d’estar supervisada per una persona adulta.

Ja fa temps es va publicar al bloc una entrada Per què el cel és blau? sobre el perquè del color del cel i les postes de sol rogenques, en aquell cas s’utilitzava aigua amb unes gotes de llet.

Ara repetim l’experiència però utilitzant una barra de silicona calenta, una llanterna blanca i punters làsers de colors vermell i blau/violat… observa:

L’explicació continua essent la mateixa: la llum blanca està composta de tots els colors de l’Arc de Sant Martí però nosaltres ens fixarem només en els colors més extrems, el vermell i el blau/violat.

La silicona dispersa la llum de color blau en totes direccions i en canvi no dispersa tant la llum vermella de manera que al final de la barra de silicona arriba la llum amb una tonalitat vermellosa… tal com veiem el sol quan es pon.

Si ho provem amb llums de colors, veiem que amb el làser blau/violat la llum es dispersa molt lateralment de manera que al final de la barra pràcticament no hi arriba llum (“sol fosc”). En canvi, quan hi fem incidir la llum del làser vermell encara que hi ha dispersió lateral aquesta és molt menor i per tant observem el final de la barra completament vermell (“sol vermell”) perquè encara hi arriba llum que no s’ha dispersat.

Aquest és doncs el que passa a la nostra atmosfera: dispersa molt el color blau i menys el color vermell i això provoca que el cel sigui de color blau i el sol vermellós, sobretot a la posta.

Proveu-ho… i bona posta de sol confinada 😉

Refracció… quin error!

Imatge correcta de la descomposició de la llum blanca

Continuem encara en el 2015, Any Internacional de la Llum. La refracció és un fenomen característic de la llum i de les ones en general (el so, les ones de l’aigua, les microones, les ones de ràdio…) que consisteix en el canvi de direcció que té lloc quan l’ona canvia de medi. En el cas de la llum té lloc sempre que aquesta passa d’un medi transparent a un altre (d’aire a aigua, d’aire a vidre, d’aigua a oli…) i això origina experiències interessants.

L’índex de refracció d’una substància (relacionat amb la velocitat de la llum en aquest material) ens serveix per poder calcular aquesta desviació i cal tenir molt present que aquest índex és diferent per a cada substància però també per a cada color. Aquest fet fa que la llum blanca (superposició de tots els colors visibles) es descompongui en els colors de l’Arc de Sant Martí i això ho podem fer amb un prisma òptic (també amb un vas d’aigua i un mirall).

Imatge errònia en la portada d’un LP de Pink Floyd

Aquesta és un experiment senzill de realitzar i segur que és una imatge que hem vist sovint en webs, anuncis, cartells… per la seva plasticitat. Val a dir però que també sovint les imatges que se’ns presenten són completament errònies des del punt de vista científic. Fins i tot un, molt famós, grup de música va lluir una imatge errònia en la portada d’un dels seus LP supervendes.

Aquí sota us en presento un parell més extretes de internet però és un bon exercici (pels alumnes o pels amants de la ciència) fer recerques a la xarxa, en revistes, en pòsters… intentant descobrir nyaps científics.. A veure si en trobeu una bona colla.

Nota: Clicant sobre les tres imatges errònies podeu veure l’explicació de l’error científic.

Imatge també errònia

Un altre error trobat a la xarxa

Espectre de Brocken

Els fantasmes existeixen… però costen de veure!

Espectre de Brocken aterrant a Tampere (Finlàndia) un capvespre de l’estiu del 2014

Amb una mica de sort i amb condicions excepcionals podeu gaudir d’un efecte òptic sorprenent, l’espectre de Brocken. No és res més que l’ombra d’una persona projectada sobre la boira que li dóna un aire misteriós i fantasmagòric. Si anem d’excursió a muntanya és possible que alguna matinada emboirada se’ns aparegui, dic matinada perquè cal que el sol estigui baix i es projecti la nostra ombra sobre la boira o els núvols que estigui per sota nostra.

Un efecte semblant es pot observar des de la finestreta d’un avió quan aterrem a primera hora o cap al tard i estem a punt de travessar un mar de núvols, aleshores podem veure l’ombra de l’avió projectada en els núvols.

Sovint aquest fenomen l’observem associat a una glòria, un conjunt d’anells concèntrics de colors deguts a la difracció, reflexió i refracció de la llum solar deguda a les gotes d’aigua dels núvols, en aquest cas l’ombra del muntanyenc (o de l’avió) s’observa just al mig de la glòria.

Pots veure una web molt interessant sobre efectes òptics atmosfèrics des de raigs, ombres, arcs de sant martí, iridscències, halos… a http://www.atoptics.co.uk

Per què el cel és blau?

El cel a l’espai exterior és completament negre!

Una pregunta típica, sobretot després de veure centenars de fotografies de l’espai on el cel és completament negre!

De fet ara no només podem contestar aquesta pregunta sinó que ho podem experimentar a casa. Necessitem: un recipient allargat, un projector o llanterna i una mica de llet. Si volem arrodonir l’experiència ens caldrà un làmina polaritzant (poden servir alguns tipus d’ulleres de sol).

Cal que originem un raig de llum blanca, ho podem fer amb una senzilla llanterna però és millor fabricar-nos una diapositiva negra amb un forat i posar-la en un projector de diapositives (dels d’abans). Omplim el recipient amb aigua, podem observar com l’aigua, en il·luminar-la, és transparent. Ara afegim a l’aigua una mica (molt poca) de llet. Podem observar, transversalment al raig de llum i especialment al principi del recipient, que l’aigua esdevé blavosa (color del cel), en canvi si observem la llum que travessa tot el recipient comprovarem que ha adquirit una tonalitat clarament ataronjada – vermellosa (color de la posta de sol).

El fenòmen és degut a que les partícules de llet (l’atmosfera) dispersen en totes direccions la llum però especialment la de color blau. La llum que travessa el recipient adquireix tonalitat vermellosa perquè ha perdut gran part de la seva component blavosa. Aquest darrer efecte és especialment important en una posta de sol perquè, per la seva inclinació, els rajos travessen un gruix més important de l’atmosfera.

Un altre fenòmen que és interessant (els fotògrafs el coneixen molt bé) és que la llum provinent del cel és polaritzada especialment en les direccions a 90 graus dels rajos solars. En el nostre cas ho observem amb unes ulleres polaritzants: en una posició observem bé la llum dispersada i en rotar-les 90 graus podem comprovar que la intensitat de llum disminueix clarament. si repetim l’experiència amb la llum vermellosa comprovarem que no està polaritzada.