Γιατί ο καπνός του τσιγάρου (ή ο ουρανός) είναι γαλάζιος;

Έχω ακούσει ότι στην εποχή του Μεσαίωνα (πριν ακόμη αρχίσουν οι ψεκασμοί), όταν οι άνθρωποι κάπνιζαν τσιγάρα, ο καπνός που έφευγε από το τσιγάρο ήταν γαλάζιος. Όταν, όμως, ο καπνιστής εισέπνεε τον καπνό και τον φυσούσε, ο καπνός έβγαινε άσπρος. Καταλαβαίνω τι πιθανώς συνέβαινε στους πνευμονές του, αλλά τι συνέβαινε στον καπνό;

Η πίσσα και η νικοτίνη δεν είναι γαλάζιες, οπότε ξέχασέ το. Αυτό που συνέβαινε ήταν ότι είχε αλλάξει το μέγεθος των σωματιδίων του καπνού.

Τα σωματίδια του καπνού καθώς ανεβαίνουν από ένα τσιγάρο που σιγοκαίει είναι υπερβολικά μικροσκοπικά, μικρότερα και από τα μήκη κύματος του ορατού φωτός. Όταν το φως συναντά ένα από αυτά τα μικροσκοπικά σωματίδια, το σωματίδιο είναι πολύ μικρό για να αντανακλάσει το κύμα όπως ανακλά ο τοίχος ένα μπαλάκι που χτυπά σ’ αυτόν. Αντί αυτού, το κύμα απλώς εκτρέπεται λίγο από την πορεία του και συνεχίζει σε διαφορετική κατεύθυνση. Σκεδάζεται. Τα πιο βραχέα μήκη κύματος του φωτός — στο γαλάζιο άκρο του ορατού φωτεινού φάσματος — σκεδάζονται περισ­σότερο από τα πιο μακριά μήκη κύματος — στο κόκκινο άκρο του φωτεινού φάσματος.

Όταν κοιτάζουμε τον καπνό με την κύρια πηγή φωτός να έρχεται από πίσω μας ή πλάγια, πολλές από τις γαλάζιες ακτίνες δεν περνούν απευθείας και «χάνονται» μπροστά μας. Σκεδάζονται στα σωματίδια του καπνού — περισσότερο από άλλα χρώματα. Έτσι, τα μάτια μας λαμβάνουν μια μεγάλη ποσότητα αντανακλώμενου γαλάζιου φωτός και ο καπνός φαίνεται γαλαζωπός.

Όταν κάποιος καπνίζει ένα τσιγάρο, τα σωματίδια κα­πνού είναι σχετικά μεγαλύτερα, επειδή δεν προλαβαίνουν να καούν εντελώς. Όταν εισπνέονται, πολλά από αυτά παγι­δεύονται στους πνεύμονες, και δε θα εμφανιστούν ξανά μέχρι την ώρα της βιοψίας.

Τα σωματίδια που κάνουν το ταξίδι στους πνεύμονες με επιστροφή, βγαίνουν καλυμμένα με υγρασία, γεγονός που αυξάνει περαιτέρω το μέγεθος τους. Τα σωματίδια είναι πλέον μεγαλύτερα από τα μήκη κύματος όλων των χρωμά­των του φωτός, και επομένως δε σκεδάζουν κανένα από αυ­τά. Όπως κάθε μεγάλο αντικείμενο, αντανακλούν εξίσου όλα τα χρώματα, και τα στέλνουν εκεί από όπου ήρθαν. Άρα ο καπνός δε φαίνεται να έχει κάποιο συγκεκριμένο χρώμα και δείχνει άσπρος.

Δε ρώτησες, αλλά…

Κανένα επιστημονικό βιβλίο δεν μπορεί να είναι ολοκληρωμένο αν δεν απαντά στην ερώτηση: «Γιατί ο ουρανός είναι γαλάζιος;»

Είναι γαλάζιος για τον ίδιο λόγο που ο καπνός του τσιγά­ρου είναι γαλάζιος: λόγω της ευνοϊκής σκέδασης του γαλά­ζιου φωτός από μικροσκοπικά σωματίδια.

Ο καθαρός αέρας είναι άχρωμος, φυσικά. Αυτό σημαίνει ότι όλα τα ορατά μήκη κύματος του φωτός (χρώματα) περνούν μέσα από αυτόν χωρίς να απορροφώνται. Αποτελείται, όμως, από μόρια και, συχνά, αιωρούμενους κόκκους σκόνης, οι οποίοι είναι μικρότεροι από τα μήκη κύματος του ορατού φωτός και, συνεπώς, το σκεδάζουν. Όπως συμβαίνει και με τα σωματίδια του καπνού του τσιγάρου, το γαλάζιο φως σκεδάζεται περισσότερο από τα άλλα χρώματα, τα οποία έχουν την τάση να διαπερνούν τον αέρα χωρίς να αλλάζει πολύ η πορεία τους.

Όταν κοιτάς τον ουρανό, βλέπεις όλα τα χρώματα του ηλιακού φωτός που έρχονται προς εσένα, κυρίως από πλάγια κατεύθυνση — ανάλογα με τη θέση του ήλιου. Εκτός από αυτό, όμως, δέχεσαι λίγο επιπλέον γαλάζιο φως το οποίο «έχει διασκορπιστεί στον αέρα» από πολλές άλλες κα­τευθύνσεις. Έτσι λοιπόν, δέχεσαι επιπλέον γαλάζιο φως από αυτό που εκπέμπει ευθέως ο ήλιος, και ο ουρανός φαίνεται πιο γαλάζιος απ’ ό,τι το ηλιακό φως της ημέρας.

Δε ρώτησες ούτε αυτό, αλλά…

Γιατί ο ορίζοντας είναι τόσο πολύχρωμος όταν ο ήλιος ανατέλλει αλλά και όταν δύει;

Όταν ο ήλιος είναι χαμηλά στον ουρανό στη διάρκεια της ανατολής ή του ηλιοβασιλέματος, το φως διατρέχει πολύ μεγάλη απόσταση μέσα στην ατμόσφαιρα της Γης. Ενώ διασχίζει όλη την ατμόσφαιρα, ένα μεγάλο μέρος του γαλάζιου φωτός που ξεκίνησε να κινείται προς την κα­τεύθυνσή σου σκεδάζεται σε πολλές άλλες κατευθύνσεις, οπότε το φως που φτάνει σ’ εσένα έχει εξαντλήσει το γαλά­ζιο του. Το ηλιακό φως που έχει εξαντλήσει το γαλάζιο του φαίνεται κόκκινο, πορτοκαλί ή κίτρινο, ανάλογα με το μέ­γεθος των σωματιδίων σκόνης που τυχαίνει να βρίσκονται στον αέρα και τα χρώματα που σκεδάζουν.

Αν αυτό σου χάλασε τη ρομαντική ιδέα που είχες, ξέχνα όσα είπα.

*********

Δημιούργησε το δικό σου ηλιοβασίλεμα. Ρίξε μερικές σταγό­νες γάλα (δεν παίζει ρόλο ο αριθμός που έχει στο κάτω μέρος σ αυτή την περίπτωση… ) σε ένα διάφανο ποτήρι με νερό και βάλ’ το μπρο­στά από έναν αναμμένο γλόμπο. Εάν κοιτάξεις μέσα από το ποτήρι, ο γλόμπος θα φανεί κόκκινος, κίτρινος ή πορτοκαλί. Το φως που φτάνει σ’ εσένα από το γλόμπο έχει εξαντλήσει το γαλάζιο του εξαιτίας των σκεδασμένων μικροσκοπικών σωματιδίων καζεΐνης και σφαιριδίων κρέμας που αιωρούνται μέσα στο γάλα. Το ακριβές χρώμα που θα δεις εξαρτάται από το μέγεθος και την πυκνότητα αυτών των σωματιδίων μέσα στο νερό.

Από το βιβλίο “όσα δεν ήξερε ο Αινστάιν”

By antichainletter