Warum ist der Himmel blau? Dispersion?

opticos · Anmeldungsdatum: 30.01.2017 Beiträge: 18

Hallo,

hat der Grund für einen blauen Himmel untere anderem auch etwas mit Dispersion zu tun? Dispersion ist ja die Abhängigkeit des Brechungsindex von der Wellenlänge.

Von der Sonne zur Erde trifft ja das Sonnenlicht mit Lichtgeschwindigkeit c_0 ein. Das Licht wird ja an den Luftmolekülen gebrochen, daher hat das Licht die Ausbreitungsgeschwindigkeit c, jedoch nahe der Lichtgeschwindigkeit.

Es gilt ja

, was in den meisten Fällen immer >1 ist, wie in diesem Fall. Es gilt auch

.

Wenn nun Sonnenlicht auf Luft trifft, dann werden die Luftmoleküle zum schwingen angeregt und irgendwie wird da auch Energie abgegeben und das Licht in der Erdatmossphäre hat eine Ausbreitungsgeschwindigkeit c und eine Frequenz f, damit kann ich mir ja die Wellenlänge ausrechnen und das ist eben dann Blaues Licht.

Stimmt das bzw. kann das jemand besser erklären bitte?

Gruß
opticos

Brillant · Anmeldungsdatum: 12.02.2013 Beiträge: 1973 Wohnort: Hessen

Hallo,

ich bin hier bekannt-berüchtigt, weil ich ein sicheres Händchen dafür habe, ausgeschlossene Wissenschaftler zu zitieren.

Aber diese machen einfach mehr Spaß als die Formel-Reiter.

Der wunderbare Walter Lewin führt vor, warum der Himmel blau ist. Es darf gelacht werden:

Walter Lewin's Last Lecture

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5785 Wohnort: Heidelberg

Das ist nicht Brechung sondern Streuung und man nennt es Rayleigh-Streuung. Wir hatten vor kurzem einen längern Thread zu dem Thema:
http://www.physikerboard.de/topic,51269,-himmel-blau%2C-wellenlaenge.html
Aber auch die Suche nach Rayleigh-Streuung in Google sollte viele gute Erklärungen bringen, denke ich.

Gruß
Marco

opticos · Anmeldungsdatum: 30.01.2017 Beiträge: 18

Ahh ok danke! Das mit dem Rauch im Video gezeigt ist cool! Big Laugh

Ich habe dann etwa Dispersion, Absorption und Streuung durcheinander gebracht.

Sodass es klar wird:

Bei der Dispersion habe ich ja einen frequenzabhängigen Brechungsindex

, da meine Ausbreitungsgeschwindigkeit

ist. Also jede Welle mit unterschiedlicher Wellenlänge wird anders gebrochen, hat einen anderen Brechungsindex und somit verschiedene Ausbreitungsgeschwindigkeiten.

Das wird ja mit Dispersion gemeint, richtig?

Absorption trägt ja zum Abschwächen der Lichtintensität, wenn eine EM-Welle in ein Medium läuft, bei. Also der Stoff "absorbiert" einen Teil der eindringenden Energie. Neben der Absorption kommen auch Streueffekte vor.

Hängen Absorption und Dispersion nur über die komplexe Brechungszahl

zusammen, oder wie kann man sich das vorstellen?

Wenn ich mir

über k aufzeichnen lasse, dann habe ich ja eine Gerade, jedoch mit Dispersion ist es eher eine Krumme Linie mit sinkender Steigung, d.h. je größer k desto kleiner die Wellenlänge und desto kleiner die Ausbreitungsgeschwindigkeit.

Heißt "mit Deispersion" jetzt automatisch auch "mit Absorption", oder wie hängen Absorption und Dispersion miteinander zusammen?