home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1992 #31 / NN_1992_31.iso / spool / sci / skeptic / 21580 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1992-12-22  |  3.2 KB  |  62 lines
  1. Newsgroups: sci.skeptic
  2. Path: sparky!uunet!cis.ohio-state.edu!zaphod.mps.ohio-state.edu!swrinde!cs.utexas.edu!qt.cs.utexas.edu!yale.edu!yale!gumby!destroyer!ncar!noao!stsci!scivax!zellner
  3. From: zellner@stsci.edu
  4. Subject: Why the sky is blue - again
  5. Message-ID: <1992Dec21.161300.1@stsci.edu>
  6. Lines: 50
  7. Sender: news@stsci.edu
  8. Organization: Space Telescope Science Institute
  9. Distribution: na
  10. Date: Mon, 21 Dec 1992 21:13:00 GMT
  11.  
  12.  
  13. >  All that stuff in Jackson essentially reduces to treating air molecules as 
  14. >  classical harmonic oscillators, excited by the incident light, and radiating 
  15. >  as dipole radiators.
  16.  
  17. >  The frequency of light is well below the natural frequency of the air 
  18. >  molecules. When sufficiently outside the resonant region, a harmonic 
  19. >  oscillator's amplitude is approximately constant .....
  20. >
  21. >  The Rayleigh scattering case is below resonant frequency ...
  22.  
  23. As is so often the case in these newsgroups, someone gives the correct analysis
  24. early on, and after that things go off into never-never land.  Except for a few
  25. narrow "telluric" bands in the visible, air molecules have their rotational
  26. resonances in the microwave domain, their vibrational frequences in the 
  27. infrared, and their electronic resonances in the UV.  So one way to answer the
  28. question "Why is the sky blue?" is simply to say "because air molecules don't
  29. absorb or radiate at visible wavelengths; they just scatter."  
  30.  
  31. >  I'm still confused.  Sorry.  I'm really trying to understand this.
  32. >  Some of the posts seem to confirm my vague recollections that the sky is
  33. >  glowing, although my reasons for it were incorrect. ... I can't figure out 
  34. >  whether the atmosphere is a lens or a radiator; whether the photon 
  35. >  originally came from the sun (no glowing) or whether it came from the air 
  36. >  molecules (glowing); whether a different atmosphere would be a different 
  37. >  color because of its spectral signature or because of its optical proper-
  38. >  ties; whether the air molecules in the viewed part of the sky are even
  39. >  receiving their fair share of red (!glowing) or whether the red is being 
  40. >  absorbed and re-radiated (glowing).  
  41.  
  42. None of the above!  The daytime sky is not glowing at visible wavelengths!  
  43. (Sure, there are some "dayglow" and "nightglow" emissions, but they are 
  44. overwhelmed by simple blue-sky scattering in the daytime.)  Rayleigh scattering
  45. is not remotely resonant scattering, and has nothing at all to do with spectral
  46. line absorptions or emissions.  It is a purely classical effect, having nothing
  47. to do with quantum mechanics, and would look much the same for any clear
  48. molecular atmosphere.  Radio waves scattered by a cloud of baseballs would 
  49. behave just the same.  Under high spectral resolution the blue-sky spectrum
  50. would show all the solar Fraunhofer lines, modified only by very minor effects
  51. such as Doppler broadening due to the earth's atmosphere. 
  52.  
  53. In fact I believe the result is very general, that waves of ANY kind, when 
  54. scattered by obstacles much smaller than the wavelength, will scatter according
  55. to the Rayleigh law.  Along those lines -- I have heard that Lord Rayleigh's
  56. original analysis was extremely ingenious, being based more on raw mathematics
  57. than any physics, but I have never seen it.  Can anyone enlighten us about how
  58. it went? 
  59.  
  60. Ben
  61.  
  62.