Rayleigh Scattering

First posted 04/05/2012

Pernah tak kau terfikir kenapa atap bumi ni warna biru? Pastu bila matahari nak terbenam di ufuk barat langit tetiba jadi warna merah kejinggaan? Jawapan dia ialah sebab dunia nak kiamat. Tahun 2012 babe. Orang Mayan dah predict ni semua LOL!

Takde lah aku main main jew. Untuk nak start cerita pasal langit bumi mari kita kenal dulu apa yg terkandung dalam atmosfera bumi ni.

Just so you know, atmosfera adalah satu lapisan udara yang terapung jauh kat atas langit. Tujuan Allah SWT reka benda ni adalah untuk kasi makhluk bumi ni terus hidup dgn bernafas. Selain itu, benda ni jugak melindungi kita daripada kesan haba yang panas daripada matahari dan juga dapat mengawal suhu bumi di kala malam hening yang sejuk herp derp!

Enough talking macam A Samad Said.

Weh, atmosfera kita ni ada gas apa?

Well, nitrogen (78%), oxygen (21%), argon (0.93%), carbon dioxide (0.03%)
Some water and solid particles such as neon, helium, methane, krypton, hydrogen, xenon, ozone.

Dan tahukah anda, dalam banyak banyak tenaga matahari yang sampai kat bumi, hanya 30% yang direflect balik ke angkasa oleh awan dan permukaan bumi. Atmosfera hanya dapat absorb 19% daripada tenaga tersebut.

Tenaga yang aku maksudkan tu adalah radiasi matahari iaitu visible light. Macam keling dah aku cakap lol.

Bosan la wei. Kenapa langit biru? Cepad lha citew!

Okay rileks Pavilionfag. Aku tau Pavilion punya langit warna hipster. Sebelum memulakan kuliah, aku kena sentuh sikit pasal visible spectrum.

Basically, warna putih adalah combination tujuh warna. Malas pulak aku listkan warnanya, Google sendiri pl0x. Atau just tengok pelangi, itu lah warna yang available dalam dimensi kita ni.

Now, color color tersebut ada wavelength dan frequency nya tersendiri. Ungu (warna paling hujung) mempunyai wavelength yang pendek (distance between crests) dan frequency yang tinggi. Maka ungu energy nya tinggi. Warna merah (warna hujung belah sana) pulak wavelength nya panjang dan frequency rendah.

scatter

Bukan ke dah belajar waktu geography dulu?

Entah aku pun tak ingat. Setahu aku takde kot. Ini meteorology lha!

Wait wait kau kata warna putih tu gabungan semua kaler?

Err, unlikely. Dalam kes ni kita tengok cahaya matahari sebagai cahaya kombinasi semua kaler. Cuba letak prism bawah cahaya matahari tengok apa jadi.

Ok. So apa jadi bila cahaya ni masuk atmosfera?

Bila cahaya straight masuk dalam atmosfera ia akan berlanggar dengan gas-gas dan molekul dalam udara. Now apa jadi sekarang bergantung kepada wavelength cahaya dan saiz molekul yang berlanggar tersebut.

Kalau cahaya tersebut berlanggar dengan debu atau water droplets maka ia akan terpantul ke banyak tempat. Sebab saiz debu dan droplets ni adalah lagi besar dari wavelength cahaya.

Kalau cahaya ni berlanggar pulak dengan gas molecules, maka cahaya ni akan di absorb oleh molecule tadi. Kemudian ia akan radiates (gives off) cahaya tersebut ke arah yang berbeza. Cahaya yang di radiate ni kekal sama macam bila cahaya ni di absorb. Tapi, color yang high frequency (blue) are more often to get absorbed than the lower (red).

fuck

Proses radiation ni dinamakan Rayleigh Scattering. Di ambil sempena nama ahli fizik England, Lord John Rayleigh. /respect

So mana perginya warna yang lain?

You mean warna yang tak kena absorb? Warna tersebut adalah warna yang mempunyai wavelength yang panjang. Warna ni bila lepasi atmosfera bumi akan terpancar straight ke permukaan. Hanya sedikit saja warna ber-wavelength panjang ni ter-affect dgn molecule/debu/droplets atmosfera.

Aku tengok kat horizon kaler langit warna putih. Apa kes?

Proses scattering masih berlaku dalam kes ni. Perbezaan dia adalah jarak antara kau dengan cahaya tersebut. Okay bunyi nya macam kompliketed, in other words, untuk cahaya tu sampai dekat mata kau, kaler biru yang di scattered tu perlu menempuhi udara yang banyak. Maka warna biru yang di scattered tu akan di scattered lagi sampai takde warna lagi sampai kat mata kau.

bongek sunset

Kalau kaler langit tu warna merah pulak apa cer der?

Langit ada banyak kaler. Kadang kadang kaler merah, kadang kadang ungu etc. Pernah jugak kan kaler kuning. Semua nya bergantung kepada stuff yang ada dalam udara kita ni. Tu sebab orang kata jangan cemarkan udara, nanti tetiba langit kaler kelabu cakap dunia nak kiamat lol!

Okay seriously, this process does the same as the one I mentioned about horizon kaler putih. Lagi jauh cahaya tu bergerak ke tempat kau, lagi pelik la warna langit tu. Dust molecules jugak can be taken into account in this case.

So, rule of thumb kat sini adalah the thicker the atmosphere, the redder the sky. Dalam hal ni, volcano eruption. Oh fyi, dekat planet Marikh langit dia warna ungu sebab atmosfera dia nipis. Bila atmosfera tebal, banyak shorter wavelength color kena scatter, tinggal kaler yang wavelength panjang je.

Hal ni boleh di ceritakan jugak kenapa dekat angkasa warna gelap. Sebab takde atmosfera nak main scattering.

Oh camtu. Jadi, kenapa matahari tak warna biru?

LOL! sebab cahaya matahari ni terlampau terang sampai nak scatter dia punya cahaya pun tak sempat dowh.

Hmm, kaler langit malam kaler apa eh?

Disebabkan matahari dah bergerak ke bahagian lain, maka tak ada cahaya untuk men-scatter langit. Kaler langit malam ialah kaler hitam. That's why kita boleh nampak bintang apa semua sebab atmosfera kita ni transparent. Tanpa kewujudan cahaya maka kita boleh tengok apa kat luar sana waktu malam.

Ada sebab tak kenapa langit tak runtuh disebabkan graviti?

Just so you know, gravity bukan saja force yang ada untuk memberi affect kepada molecules udara. Plus, ia juga bukan force yang terkuat. Ada lagi force yang tersembunyi kat sini iaitu kinetic energy.

Basically, molecules ni suka main main dalam ruang udara dan ia bergerak dengan pantas dan sangat random. Pergerakan random ni juga dinamakan Brownian motion. Bila ia bergerak secara random maka mereka akan berlanggar antara satu sama lain menyebabkan ia terapung kat udara (kinetic energy). Disebabkan oleh ini lah wujudnya tekanan udara di mana molecules tersebut ditarik oleh gravity plus bergerak secara random plus berlanggar. That's why pilot kata atmospheric pressure berkurang bila di altitude yang tinggi dan udara lebih padat (denser) di altitude yang rendah.


Sauce cili:

Show Comments

Get the latest posts delivered right to your inbox.