Fizik-Kimya-Matematik
Dr. Sevda Seçer Esmer
30/06/2022 - 18:30

Gün Batımında Gökyüzünün Neden Kızıl Göründüğünü Keşfedelim

Yaş:
16
Zorluk:
Kolay

Deneyler köşesinin bu projesinde gökyüzünün gün içinde, gün doğumu ve gün batımı sırasında neden farklı renklerde göründüğünü inceliyoruz.

Bilmekte Fayda Var!

Açık ve güzel bir havada gökyüzünü mavi, bulutları beyaz, Güneş’i ise sarıya yakın bir renkte görürüz. Ancak gün doğumu ve gün batımı sırasında, gökyüzünde pembeden turuncuya farklı tonlarda renklere şahit oluruz.

Görünür bölge, elektromanyetik spektrumun insan gözü tarafından algılanabilen kısmıdır.

Güneş’ten gelen ışığın rengi beyazdır. Isaac Newton, güneş ışığını prizmanın içinden geçirdiğinde farklı renklere ayrıldığını gözlemlemişti. Beyaz ışığı oluşturan farklı renkler prizmanın içinden geçerken farklı açılarla kırılıyordu.

Dalga boyu daha kısa olan mavi-mor ışınlar prizmadan geçerken daha büyük açılarla kırılırken, dalga boyu daha uzun olan kırmızı-turuncu ışınlar daha küçük açılarla kırılır. Sonuçta kırmızıdan mora doğru sıralanmış farklı renkler ortaya çıkar. 

Mavi ışığın dalga boyu daha kısa olduğu için havadaki katı parçacıklar ve moleküller tarafından tıpkı prizmada olduğu gibi daha çok saçılır. Bu nedenle gündüzün büyük bir kısmında, Güneş’in yüksekte olduğu zamanlarda, gökyüzünü mavi renkte görürüz. Güneş’in ufka yakın olduğu gün doğumu ya da gün batımı sırasında ise güneş ışınları atmosferde daha uzun yol kateder. Dolayısıyla mavi ışık Güneş’in yüksekte olduğu zamanlara göre daha çok saçılır. Bu durumda daha az saçılan kırmızı-turuncu ışınlar gözümüze daha çok ulaşır. Bu yüzden gün doğumu ve gün batımı sırasında gökyüzünü kırmızı-turuncu renklerde görürüz.

Deneyler köşesinin bu projesinde gökyüzünün gün içinde, gün doğumu ve gün batımı sırasında neden farklı renklerde göründüğünü keşfetmemize yardımcı olacak bir düzenek tasarlıyoruz.

Nelere İhtiyacımız Var?

  • Şeffaf kap (Plastik ya da cam olabilir.)
  • Süt
  • Su
  • Tatlı kaşığı
  • El feneri

Ne Yapıyoruz?

Ne Oldu?

İçinde su-süt karışımı bulunan kaba ışık kaynağını tuttuk ve ışık kaynağından çıkarak su-süt karışımının içinden geçen ışınlara önce yandan sonra karşıdan baktık. Yandan baktığımızda kabın aydınlanan bölümü beyaz-mavi tonlarda görünürken, karşıdan baktığımızda daha sarı-turuncu tonlarda göründü. Gözlediğimiz bu farklılığın nedeni, su-süt karışımının içinde asılı hâlde bulunan katı parçacıkların el fenerinden çıkan ışınları saçmasıdır.

Sütün yapısında su, yağ, protein, karbonhidrat, vitamin ve mineraller vardır. Bu maddelerin bazıları suda çözünmez, asılı hâlde bulunur. Yani süt kolloidal bir karışımdır. Kolloidal karışımlardaki asılı taneciklerin boyutu 2-500 nanometre arasındadır. Kolloidal karışımları uzun süre beklettiğimizde bu tanecikler çökelerek sıvıdan ayrılmaz, asılı hâlde kalmaya devam eder.

Suyun içine az bir miktar süt eklediğimizde, sütün içinde asılı hâlde bulunan tanecikler suyun içinde dağılır. El fenerini içinde su-süt karışımı olan kabın kenarından içine doğru tuttuğumuzda, sütün içinde asılı hâlde bulunan maddeler tıpkı atmosferdeki gazlar ve toz parçacıkları gibi ışığın saçılmasına yol açar. Işık kaynağına kabın yanından baktığımızda ışınları beyaz-mavi tonlarda görürüz. Çünkü dalga boyu kısa mavi ışık suyun içindeki tanecikler tarafından saçılarak etrafa dağılırken, diğer dalga boylarındaki renkler çok fazla saçılmaya uğramadan doğrusal olarak yollarına devam eder. Kaba yandan baktığımızda, saçılan mavi renkteki ışınlar gözümüze ulaşır ve kabın o bölümünü mavi tonlarda algılarız.

Işık kaynağına kabın arkasından baktığımızda, yani el fenerinin ışığı doğrudan gözümüze geldiği durumda, mavi ışınlar etrafa saçıldığı için saçılmadan doğrusal olarak yollarına devam eden turuncu-kırmızı renkteki ışınlar gözümüze ulaşır. 

Gündüz gökyüzüne bakmak, Güneş tepemizde olduğu için, deneyimizdeki kaba yandan bakmak gibidir. Bu zamanlarda gözümüze daha çok büyük açılarla saçılan mavi rengin tonları ulaşır. Gün doğumu ya da gün batımında gökyüzüne bakmak da kabın arkasındaki ışığın doğrusal olarak gözümüze gelmesi gibidir. Bu zamanlarda daha çok küçük açılarla saçılan kırmızı ve turuncu renklerin tonları gözümüze ulaşır.

Dilerseniz kaba daha fazla süt ekleyerek ya da ışık kaynağını farklı açılarda tutarak deneyi tekrar edebilirsiniz.

Kaynaklar:

Yazar Hakkında:

Dr. Sevda Seçer Esmer
İzmir Arkas Bilim ve Sanat Merkezi Fen Bilimleri Öğretmeni

Fizik-Kimya-Matematik

Herhangi bir yüzeyin üzerine düşen güneş ışığını yansıtma kapasitesine albedo denir. Peki yeryüzündeki farklı alanların albedo kapasiteleri hakkında neler biliyoruz?

Geometrik şekle sahip bir tarlada otlayan atın otlayabileceği kısım bir matematik problemine dönüşüyor. Gelin soruyu ve cevabı birlikte inceleyelim.