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

Електромагнетне осцилације

Најједноставнији приказ електромагнетних осцилација представља веза калема и кондензатора у струјном колу. Такво коло је присутно у многим електронским уређајима које употребљавамо.  Кондензатор је приказан у облику ваљка и у почетку је био напуњен. Позитиван знак је у складу са позицијом позитивне облоге кондензатора, а приказује и смер струје у колу. У калему настаје магнетно поље, али се постепено формира због присуства индуктивног електричног отпора. Након што се кондензатор испразни, струја самоиндукције пуни кондензатор - у складу са Ленцовим законом.



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:

Узајамна индукција

Док је обављао експерименте који су довели до открића електромагнетне индукције, Мајкл Фарадеј би поставио два калема, један наспрам другог, и запазио је да калем са батеријомствара струју у другом калему при укључењу/искључењу батерије. Исто тако је постављао језгро начињено од гвожђа у оба калема и уочио је појачање ефекта. Видео запис приказује индуковање струје у калему с леве стране због промене флукса магнетног поља који потиче од десног калема:



Смер индуковане струје у десном калему је у складу са Ленцовим законом. Предуслов настанка индуковане струје је електромоторна сила: ε = - NΔΦ/Δt  Промена флукса је сразмерна промени јачине струје (Δί) у калему с леве стране: ΔΦ = MΔί при чему је M коефицијент узајамне индукције који зависи од облика и величине оба калема, као и од броја навојака и узајамног положаја. Подразумева се да десни калем индукује струју у другом калему, што није приказано у анимацији, али коефицијент самоиндукције калема с леве стране једнак је оном с десне ст…

Линеарни хармонијски осцилатор

Видео запис приказује кружне осцилације куглице и линеарне хармонијске осцилације њене сенке. Циљ је да се повуче паралела између те две врсте осцилација:


Приказ осциловања објекта закаченог за опругу треба да пружи увид у то због чега се се осцилаторна кретања описују хармонијским функцијама.

У првом делу је дат приказ хармонијског осцилатора који мирује. Међутим, ако кретање анализирамо у односу на други референтни систем, тако да је осцилатор у покрету, уочавамо путању која изгледа попут хармонијске функције. На сајту Геогебре је дат приказ симулације простог осцилатора и графика положаја, брзине и убрзања.