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.

Популарни чланци

Дилатација времена

Следи видео приказ Ајнштајновог мисаоног експеримента. Светлосни сигнал простире се као плафону возила, где је постављено огледало. Први догађај је слање сигнала, а други догађај је пријем сигнала након што се одбио од огледала. Посматрач изван возила уочава два догађаја на други начин: путања сигнала ће у односу на њега бити једнакокраки троугао:

Да ли су два временска интервала једнака? Искуство нам даје потврдан одговор, али разлика ће бити присутна ако се возило креће релативистичком брзином. Може се доказати да ће временски интервал у односу на путника бити краћи - проистиче да часовник покретног посматрача спорије откуцава време.  Било би погрешно прихвати чињеницу да ће покретни часовник увек спорије откуцавати време. То не мора да буде тако. Временски интервал између два догађаја је најкраћи за оног посматрача у односу на кога се оба догађаја дешавају на истом месту. У близи масивног тела време спорије протиче. Ако галаксију схватимо као компактну масу и ту слику проширимо на …

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:

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…

Дифракција таласа

Франческо Грималди је био језуитски свештеник и професор на Унивезитету у Болоњи. У XVII веку изводи експерименте са светлошћу која пролази кроз отвор на капку прозора. Затим је у правцу простирања зрака поставио непровидни објекат и вршио осматрање сенке. Уочио је већу ширину од очекиване, као и присуство боја на крајевима сенке. Грималди је закључио да је приказ последица тога што се светлост не простире праволинијски и појави даје назив дифракција. Наставак истраживања ове појаве од стране других научника је била испуњена недоумицама о природи светлости. Полазећи од Хајгенсовог тумачења простирања таласа, инжењер Огистен Френел и лекар Томас Јанг су пружили потпуно тумачење појаве дифракције. Дифракција је присутна код механичкихи електромагнетних таласа. Запис је направљен у контексту поглавља прве врсте поменутих таласа. Оба дела записа приказују дифракцију таласа када су отвори различитих величина и зато је величина савијања таласног фронта различита. Поменути таласни фронтови …