Dlaczego Ziemia widziana z kosmosu wydaje się niebieska?

Pytanie

Pyta Ilona

Dlaczego Ziemia widziana z kosmosu wydaje się niebieska?

Odpowiedź

Odpowiada Prof. Szymon Malinowski

Ziemia widziana z kosmosu jest niebieska, podobnie jak niebo widziane z jej powierzchni jest niebieskie.  Chodzi o to, że z całego widma światła słonecznego najsilniej w atmosferze rozpraszane są fale o najmniejszej długości. W zakresie promieniowania widzialnego jest to światło niebieskie. Zjawisko za to odpowiedzialne nazywamy rozpraszaniem Rayleigha, choć prawidłowo interpretował je kilkadziesiąt lat po opisie Rayleigha Marian Smoluchowski. Lord Rayleigh stworzył model oddziaływania fali elektromagnetycznej z cząsteczką mniejszą niż długość fali, obdarzoną ładunkami elektrycznymi. Pobudzone wskutek oscylacji pola elektrycznego ładunki tworzą drgający dipol, który sam emituje falę elektromagnetyczną w różnych kierunkach. To jak skuteczna jest „różnokierunkowość” emisji zależy od stosunku rozmiaru dipola i długości fali. Skuteczność rozpraszania przez określone dipole jest odwrotnie proporcjonalna do czwartej potęgi długości fali, tak że w powietrzu ze światła białego najsilniej rozpraszane jest światło fioletowe i niebieskie. W promieniu światła słonecznego przenikającego przez atmosferę „ubywa” fal o najmniejszych długościach które rozpraszane są na boki; do obserwatora znajdującego się „obok” promienia, nie na jego linii, dociera właśnie to niebieskie światło.