|
ilmakeha-l [ät] ursa.fi
viestiarkisto
Tämä ilmakeha-l [ät] ursa.fi-listan viestiarkisto. Huomaa,
että voit vastata viesteihin tältä sivulta ainoastaan, jos olet jo
liittynyt listalle.
» Listan/viestin loppuun
> Sateenkaaren fysiikkaa on tutkittu melkoisesti. Asiaa ruodittu
> kaiketi paljon kauemmin kuin haloja. Liene sateenkaari kiehtonut
> tutkijoita.
>
> En väitä, että selittelin asia kovin selvästi. Siihen tarvitsisi
> piirtää selventäviä kuvia. Enkä väitä, että tuo ihan täsmällinen
> selitys. Ovat menneet pisimmälle ehtivissä sateenkaariteorioissa
> ihan kvanttifysiikna tasolle. Näistä meikäläinenkään vähän lais-
> kana fysiikan lukijana ei ota oikein selkoa.
Tähän pätee sama kuin Newtonin mekaniikkaan ja suhteellisuusteoriaan:
suhteellisuusteoria on tarkempi, mutta useimmiten pärjää
newtonilaisella. Eli periaatteessa sironta on kvanttitason ilmiö,
mutta käytännössä klassisella elektrodynamiikalla pärjätään lähes
aina.
Pää- ja sivusateenkaaren selittämiseen ei tarvita valon
aaltoluonnetta, vaan ihan simppeli sädeoptiikka selittää kummankin
kaaren oikein hyvin. Ne eivät siis ole siinä seurausta eri tavalla
pisarassa kulkevien valonsäteiden välisistä vaihe-eroista, mihin
interferenssi viittaa.
Sen sijaan interferenssikaaret, kuten nimestäkin ovela mies (tai
nainen) voisi rohkean arvauksen tehdä, ovat interferenssi-ilmiön
tuotetta. Ikävä kyllä en ole perehtynyt kovin hyvin tähän puoleen,
joten joudun tekemään koulutetun arvauksen. Sanoisin, että
interferenssikaaret näkyvät sitä paremmin, mitä kapeampi on
kokojakauma. Toisin sanoen, jos pisarat ovat kaikki samankokoisia (ja
täysin pallomaisia), interferenssikaarien olettaisi olla
selvimmillään. Pisaran koko (tai jakauman tapauksessa efektiivinen
koko, tässä tapauksessa se koko joka sirottaa voimakkaimmin) itsessään
vaikuttaa siihen miten kaukana toisistaan interferenssikaaret ovat.
Periaatteessa "yksinkertainen" Mie-sirontamalli sisältää vesipallon
sironnan tarkan ratkaisun; siinä on mukana niin geometrisen optiikan
osuus kuin vaihe-erotkin, ja lisäksi vielä muitakin tekijöitä, kuten
pinta-aaltoja ja muuta eksoottista. Mie-mallilla voisi siis
periaatteessa tutkia, voiko joissakin olosuhteissa interferenssikaaret
olla voimakkaampia kuin pääsateenkaari, jos sadekenttä ja valaistus
ovat homogeenisia. Valitettavasti moisen simulaation tekeminen veisi
jonkin verran aikaa, niin tekijältä kuin tietokoneeltakin. Oma
vaikkaukseni on se, että pääsateenkaari on aina voimakkain, eli
Mr. Riikosen havainto selittyisi epähomogeenisilla olosuhteilla
pääsateenkaaren ja interferenssikaarien kohdilla. Joka tapauksessa
kirkkaat ja selvät interferenssikaaret ymmärtääkseni aina liittyvät
tilanteisiin, joissa kokojakauma on hyvin kapea, toisin sanoen suurin
osa sironneesta valosta tulee lähes samankokoisista pisaroista.
Jos jotakuta kiinnostaa tutkia asiaa, niin Mie-koodin saa minulta. Ei
ole kummoinen onjelmanpätkä. (vaatii fortran-kääntäjän).
> Sen verran noita kaari on kuitenkin tullut katseltua, että on noissa
> väreissä, kirkkauksissa ja jopa interferenssikaarien paikoissa
> eroja kaaresta toiseen. Pitäisikin joskus seurailla noita kaaria
> tarkemmin ja kuvata ja panna merkille näitä yksityiskohtia.
Minnaertin kirjassa on muistaakseni joitakin empiirisiä kaavoja
esim. pisarakoon selvittämiseksi, ainakin kehiin liittyen,
mahdollisesti myös interferenssikaariin liittyen. Vilkaiskoon ken
jaksaa. :-)
/TN
|