Güneş ışığı aslında beyazdır ve içinde tüm gökkuşağı renklerini barındırır. Bu ışık Dünya atmosferine girdiğinde, havadaki gaz molekülleri (çoğunlukla azot ve oksijen) ve çok küçük partiküller tarafından saçılır. Bu saçılma olayına Rayleigh saçılması denir.
Rayleigh saçılmasının temel prensibi, ışığın dalga boyu ile ilgilidir. Daha kısa dalga boylu ışık (mavi ve mor gibi), daha uzun dalga boylu ışığa (kırmızı ve turuncu gibi) göre çok daha fazla saçılır. Bunun nedeni, kısa dalga boylu ışığın atmosferdeki küçük moleküllerle daha kolay etkileşime girmesidir.
Tıpkı bir bilardo topunun küçük bir engelden daha kolay sekmesi gibi, mavi ışık da atmosferdeki minik moleküllerden diğer renklere göre daha fazla sayıda ve farklı yönlere doğru saçılır. Bu saçılan mavi ışık, gökyüzünün her yerinden gözümüze ulaşır ve bu nedenle gökyüzünü mavi olarak algılarız.
Peki Neden Mor Değil de Mavi Görüyoruz?
Mor ışığın dalga boyu maviden daha kısadır ve dolayısıyla daha fazla saçılması beklenir. Ancak gökyüzünü mor yerine mavi görmemizin birkaç nedeni vardır:
- Güneş Işığında Mor Işık Miktarı Daha Az: Güneş, spektrumun her renginde eşit miktarda ışık yaymaz. Yayılan ışıkta maviye göre daha az mor ışık bulunur.
- Atmosferin Saçılma Verimliliği: Atmosfer, mor ışığı mavi kadar verimli bir şekilde saçmaz.
- Gözümüzün Algısı: İnsan gözündeki renk reseptörleri (koniler), mavi ışığa mor ışığa göre biraz daha duyarlıdır. Ayrıca, atmosferden gelen diğer renklerle (yeşilimsi ve beyazımsı tonlar) karışan mor ışık, beynimiz tarafından tam olarak mor olarak algılanmaz.
Gün Batımında ve Doğumunda Neden Kırmızı ve Turuncu Görünür?
Güneş ufuk çizgisine yakın olduğunda, güneş ışığı atmosferde çok daha uzun bir yol kat etmek zorunda kalır. Bu uzun yolculuk sırasında mavi ve mor ışık büyük ölçüde saçılır ve gözümüze ulaşamaz hale gelir. Daha uzun dalga boylu olan kırmızı ve turuncu ışık ise daha az saçıldığı için doğrudan gözümüze ulaşır ve bu nedenle gün batımını ve doğumunu sıcak renklerde görürüz.
Özetle, gökyüzünün mavi görünmesinin nedeni, güneş ışığının atmosferdeki gaz molekülleri tarafından dalga boyuna bağlı olarak saçılması (Rayleigh saçılması) ve mavi ışığın diğer renklere göre daha fazla saçılmasıdır.