Waarom is de zonsondergang rood? Geweldige vraag. Om beter te begrijpen dat je een basiskennis moet hebben van hoe licht zich gedraagt in de lucht, de samenstelling van de atmosfeer, de kleur van licht, golflengten en verstrooiing van Rayleigh, en hier is alle informatie die je nodig hebt om die dingen te begrijpen.
De atmosfeer van de aarde is een van de belangrijkste factoren bij het bepalen van de kleur van een zonsondergang. De atmosfeer bestaat voornamelijk uit gassen met een paar andere moleculen erin. Omdat het de aarde volledig omringt, beïnvloedt het wat je in elke richting ziet. De meest voorkomende gassen in onze atmosfeer zijn stikstof (78%) en zuurstof (21%). De resterende enkele procent bestaat uit sporengassen, zoals argon, en waterdamp en veel kleine vaste deeltjes, zoals stof, roet en as, pollen en zout uit de oceanen. Er kan meer water in de lucht zijn na een regenbui of in de buurt van de oceaan. Vulkanen kunnen grote hoeveelheden stofdeeltjes hoog in de atmosfeer brengen. Vervuiling kan verschillende gassen of stof en roet toevoegen.
Vervolgens moet je kijken naar lichtgolven en de kleur van licht. Licht is een energie die in golven reist. Licht is een golf van trillende elektrische en magnetische velden en maakt deel uit van het elektromagnetische spectrum. Elektromagnetische golven reizen met lichtsnelheid door de ruimte (299.792 km / sec). De energie van de straling hangt af van de golflengte en frequentie. Een golflengte is de afstand tussen de toppen van de golven. De frequentie is het aantal golven dat elke seconde passeert. Hoe langer de golflengte van het licht, hoe lager de frequentie en hoe minder energie het bevat. Zichtbaar licht is het deel van het elektromagnetische spectrum dat onze ogen kunnen zien. Licht van een gloeilamp of de zon ziet er misschien wit uit, maar het is eigenlijk een combinatie van vele kleuren. Licht kan met een prisma in zijn verschillende kleuren worden gesplitst. Een regenboog is een natuurlijk prisma-effect. De kleuren van het spectrum gaan in elkaar over. De kleuren hebben verschillende golflengten, frequenties en energieën. Violet heeft de kortste golflengte, wat betekent dat het de hoogste frequentie en energie heeft. Rood heeft de langste golflengte en de laagste frequentie en energie.
Om alles bij elkaar te krijgen, moeten we kijken naar de werking van licht in de lucht van onze planeet. Licht beweegt in een rechte lijn totdat het wordt verstoord (gasmolecuul, stof of iets anders). Wat er met dat licht gebeurt, hangt af van de golflengte van het licht en de grootte van het deeltje. Stofdeeltjes en waterdruppeltjes zijn veel groter dan de golflengte van zichtbaar licht, waardoor het in verschillende richtingen terugkaatst. Het gereflecteerde licht lijkt wit omdat het nog steeds dezelfde kleuren bevat, maar gasmoleculen zijn kleiner dan de golflengte van zichtbaar licht. Als er licht tegenaan komt, werkt het anders. Nadat licht een gasmolecuul heeft geraakt, kan een deel ervan worden geabsorbeerd. Later straalt het molecuul het licht in een andere richting uit. De kleur die wordt uitgestraald is dezelfde kleur die werd geabsorbeerd. De verschillende lichtkleuren worden verschillend beïnvloed. Alle kleuren kunnen worden geabsorbeerd, maar de hogere frequenties (blauw) worden vaker geabsorbeerd dan de lagere frequenties (rood). Dit proces wordt Rayleigh-verstrooiing genoemd.
Om een lang verhaal kort te maken, het antwoord op ‘waarom is de zonsondergang rood?’ Is: bij zonsondergang moet het licht verder door de atmosfeer reizen voordat het je bereikt, zodat meer ervan wordt gereflecteerd en verstrooid en de zon schemeriger lijkt. De kleur van de zon zelf lijkt te veranderen, eerst naar oranje en dan naar rood omdat nog meer van de korte golflengten blauw en groen nu verstrooid zijn en alleen de langere golflengten (rood, sinaasappels) te zien zijn.
Voor Space Magazine hebben we veel artikelen over de zonsondergang geschreven. Hier is een artikel over zonsopgang en zonsondergang, en hier zijn enkele zonsondergangfoto's.
Als je meer informatie wilt over de zon, bekijk dan de NASA-verkenningsgids voor het zonnestelsel op de zon, en hier is een link naar de startpagina van de SOHO-missie, met de nieuwste afbeeldingen van de zon.
We hebben ook een aflevering van Astronomy Cast over de zon opgenomen. Luister hier, aflevering 30: The Sun, Spots and All.
Referentie:
NASA Space Place
