Пређи на главни садржај

Боја мора


Тема овог записа је објашњење визуелног утиска боје мора, а инспирација је дошла након питања упућеног од стране моје супруге. 
Ако морску воду захватимо длановима, уочавамо да је провидна - што значи да је појава у вези са дубином воде. На појединим веб презентацијама може се прочитати да је појава у вези са огледањем неба на површини воде, што представља погрешно тумачење, јер би у том случају и бара или вода у плитком базену били плаве боје. С друге стране, вода у дубоким базенима је плавкаста па закључујемо да појава није у вези са присуством натријум-хлорида. Боја морске воде није увек иста, а зависи од присуства фитопланктона, биљног света и разних придодатака. Занимљиво је да „тешка вода”, коју сачињавају атоми кисеоника и деутеријума (изотоп водоника који у атомском језгру садржи протон и неутрон), не даје утисак плаве боје. Да би разумели због чега је боја морске воде плава, морамо да се позабавимо неким својствима молекула воде.
Атоми водоника поседују један електрон, а атоми кисеоника 8. Из разлога што су две орбитале кисеоника делимично попуњене електронима, стварају се услови да се кисеоник веже са два атома водоника. Атоми су повезани такозваном водоничном везом. Молекули се крећу, повезују се у облике који подсећају на гроздове, али учестало прелазе са једног „грозда” на други. Унутар молекула је исто тако присутно кретање честица које сачињавају атоме (електрони и нуклеони). На пример, присутне су осцилације атома и ту појаву приказује следећа анимација:
Приказао сам три основна начина осциловања унутар молекула, али постоје још неколико - назовимо их више осцилације. Основне осцилације могу да апсорбују енергију од Сунца, и то инфрацрвено зрачење, и да постану више осцилације. Овде је ситуација слична оној када тонове емитују музичка виљушка и жица на гитари: виљушка емитује једино основни тон, а жица основни тон и више тонове. Проистиче да основне и више осцилације, заједно, могу да изврше апсорпцију и у делу видљивог спектра који потиче од Сунца - на месту где је црвена боја. Морска вода апсорбује и друге боје, али у много мањој мери, а вода Медитеранског мора најмање апсорбује плаву боју. Међутим, на великим дубинама чак је и плава боја прилично апсорбована.
„Гроздови” молекула нису равномерно распоређени, односно вода није хомогена. Исто тако у води су присутни различити придодаци и биолошке врсте. Део видљивог спектра који није апсорбован ступа у другу врсту дејства са морском водом - расејава се. Под тим се подразумева да молекули (односно наелектрисане честице унутар молекула) воде, придодатака и слично прво апсорбују па реемитују светлост. Обзиром да честице које реемитују светлост нису униформно распоређене, светлост се простире у свим правцима. Дакле, плава или плаво-зелена боја је та расејана светлост.

Коментари

Популарни чланци

Ерстедов експеримент

Хеленски мислиоци уочили су да материјали који испољавају магнетна својствапривлаче предмете начињене од гвожђа. Било им је познато да је структура камена из Магнезије попут предмета начињених од гвожђа, а привлачно својство тумачили су постојањем извесног флуида који потиче из магнета. С обзиром да је експериментално истраживање у физици заживело тек при крају епохе ренесансе, тумачење магнетизма је протицало споро. Упечатљив пример за тако нешто представља вишевековно погрешно уверења да бели лук може извршити размагнетисавање игле компаса. Због тога је члановима посаде који су руковали том направом било забрањено да једу ову намирницу! Половином XIII века, војни инжењер Пјер д Марикур вршећи експерименте открива да магнет поседује два пола, при чему се полови појављују иако се магнет преполови, а магнетна игла компаса је усмерена у правцу „небеских полова”. Он појаву приписује утицају неба, а не присуству Земљиног магнетног поља. Покушао је и да направи вечити покретач тако што је…

Електрична струја у води и ваздуху

Ако стојим до колена у води, да ли ће струја прво стићи до мене кроз ваздух или воду? Први део одговора односи се на чињеницу да је ваздух одличан изолатор према протицању електричне струје. Проводљивост воде је условљена присуством примеса. Слана вода поседује добру проводљивост, питка вода је знатно слабији проводник док је дестилована вода лош проводник, али ипак поседује нижу специфичну отпорност од ваздуха. Према томе, под нормалним условима, електрична струја не би могла да се простире кроз ваздух па је вода једина средина погодна за проток електричне струје.

Други део одговора односи се на то када услови нису уобичајени. Ту мислим на појаву муње. Да би се испољила, неопходно је да се између доњег дела облака и површине тла формира јако електрично поље тако да непроводни ваздух буде у стању плазме. То значи да су присутни молекули ваздуха у великој мери јонизовани под утицајем електричног поља. Поменуто поље врши убрзавање наелектрисања ка електричним потенцијалима супротног зна…

Референтни систем

Анимација приказује слободан пад лопте на броду који се креће. О тој појави је размишљао изопштени свештеник Ђордано Бруно. Наслутио је да путања лопте неће бити иста у односу на посматраче на броду и копну. Истакнути историчар развоја физике Милорад Млађеновић цитира један Брунов запис: „Замислимо два човека, једног на броду у покрету, а другог изван њега. Нека обојица имају руку у истој тачки ваздуха и нека са тог истог места истовремено сваки испусти по један камен. Камен првог, не скрећући са (вертикалне) линије пашће на одређено место, док ће камен другога бити померен уназад.” 
Ако се појава посматра у односу на обалу мора као референтни систем, путања поприма изглед хоризонталног хица. Опажајући исту појаву на броду, а то је приказано у другом делу анимације, путања је попут слободног пада. Разлика је присутна, јер се камера у другом делу анимације креће заједно са бродом те поседује брзину својствену броду, док је у првом делу анимације била непокретна у односу на брод:

Средња и тренутна брзина

Сумњам да просечни петнаестогодишњак може да разуме концепт тренутне брзине на начин представљен у нашим уџбеницима. Исто тако не верујем да ће ова симулација нешто битно променити у том смислу. Можда буде од користи на крају школовања у гимназији, када се буду спремали за завршни испит и упис на факултет. Пропуштена је прилика да писци програма за гимназију, ко год да су, прилагоде програм физике, посебно механике, узрасту ђака.  Циљ симулације је да се успостави веза између средње и тренутне брзине путем графика. Корисник је у могућности да помера клизач - да одабере интервал независно променљиве - и да путем приказаних вредности зависно и независно променљиве израчуна вредности средње брзине. Вероватно ће уочити некакву правилност када буде упоредио неколико израчунатих вредности.

geogebra.org/m/b9ch5hzz Однос сечице и тангенте је лако уочити померањем клизача, тако да се симулација може употребити при изучавању брзине као првог извода положаја.