home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1992 #31 / NN_1992_31.iso / spool / sci / skeptic / 21600 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1992-12-22  |  4.8 KB  |  100 lines
  1. Newsgroups: sci.skeptic
  2. Path: sparky!uunet!psinntp!wrldlnk!usenet
  3. From: "James F. Tims" <p00168@psilink.com>
  4. Subject: Re: Why the sky is blue - again
  5. In-Reply-To: <1992Dec21.161300.1@stsci.edu>
  6. Message-ID: <2934091690.14.p00168@psilink.com>
  7. Sender: usenet@worldlink.com
  8. Nntp-Posting-Host: 127.0.0.1
  9. Organization: Semper Excelsior
  10. Date: Tue, 22 Dec 1992 05:48:06 GMT
  11. X-Mailer: PSILink (3.2)
  12. Lines: 86
  13.  
  14. >DATE:   Mon, 21 Dec 1992 21:13:00 GMT
  15. >FROM:   zellner@stsci.edu
  16. >
  17. >>  All that stuff in Jackson essentially reduces to treating air molecules as 
  18. >>  classical harmonic oscillators, excited by the incident light, and radiating 
  19. >>  as dipole radiators.
  20. >
  21. >>  The frequency of light is well below the natural frequency of the air 
  22. >>  molecules. When sufficiently outside the resonant region, a harmonic 
  23. >>  oscillator's amplitude is approximately constant .....
  24. >>
  25. >>  The Rayleigh scattering case is below resonant frequency ...
  26. >
  27. >As is so often the case in these newsgroups, someone gives the correct analysis
  28. >early on, and after that things go off into never-never land.  Except for a few
  29. >narrow "telluric" bands in the visible, air molecules have their rotational
  30. >resonances in the microwave domain, their vibrational frequences in the 
  31. >infrared, and their electronic resonances in the UV.  So one way to answer the
  32. >question "Why is the sky blue?" is simply to say "because air molecules don't
  33. >absorb or radiate at visible wavelengths; they just scatter."  
  34. >
  35. >>  I'm still confused.  Sorry.  I'm really trying to understand this.
  36. >>  Some of the posts seem to confirm my vague recollections that the sky is
  37. >>  glowing, although my reasons for it were incorrect. ... I can't figure out 
  38. >>  whether the atmosphere is a lens or a radiator; whether the photon 
  39. >>  originally came from the sun (no glowing) or whether it came from the air 
  40. >>  molecules (glowing); whether a different atmosphere would be a different 
  41. >>  color because of its spectral signature or because of its optical proper-
  42. >>  ties; whether the air molecules in the viewed part of the sky are even
  43. >>  receiving their fair share of red (!glowing) or whether the red is being 
  44. >>  absorbed and re-radiated (glowing).  
  45. >
  46. >None of the above!  The daytime sky is not glowing at visible wavelengths!  
  47. >(Sure, there are some "dayglow" and "nightglow" emissions, but they are 
  48. >overwhelmed by simple blue-sky scattering in the daytime.)  Rayleigh scattering
  49. >is not remotely resonant scattering, and has nothing at all to do with spectral
  50. >line absorptions or emissions.  It is a purely classical effect, having nothing
  51. >to do with quantum mechanics, and would look much the same for any clear
  52. >molecular atmosphere.  Radio waves scattered by a cloud of baseballs would 
  53. >behave just the same.  Under high spectral resolution the blue-sky spectrum
  54. >would show all the solar Fraunhofer lines, modified only by very minor effects
  55. >such as Doppler broadening due to the earth's atmosphere. 
  56. >
  57. >In fact I believe the result is very general, that waves of ANY kind, when 
  58. >scattered by obstacles much smaller than the wavelength, will scatter according
  59. >to the Rayleigh law.  Along those lines -- I have heard that Lord Rayleigh's
  60. >original analysis was extremely ingenious, being based more on raw mathematics
  61. >than any physics, but I have never seen it.  Can anyone enlighten us about how
  62. >it went? 
  63. >
  64. >Ben
  65. >
  66.  
  67. OK.  Let's see if I'm getting anywhere.  All the light hits
  68. the atmosphere and starts bouncing around, the odds of it bouncing
  69. being some factor of how many molecules there are to hit, how big they
  70. are, and so forth, and on the wavelength; the odds of bouncing get better 
  71. the shorter the wavelength gets.  I assume the Rayleigh equations 
  72. calculate the actual odds, given a molecular size, density, and a 
  73. wavelength.  (Holding the speed of light constant.  8^)  
  74.  
  75. Blue takes enough extra bounces that a lot more of it bounces into the eye
  76. than do the lower frequencies. The lower frequencies do in 
  77. fact get back to the eye, but compared with the blue, they're small change.  
  78. When looking through a lot of the atmosphere toward the rising horizon, 
  79. more of the blue has scattered, leaving relatively more red, which has
  80. miraculously managed to come through almost unscathed -- unscattered. 
  81. The unbouncy unbouncy red rubber ball of song.  8^)
  82.  
  83. Does this mean that UV-sky is "brighter" than the blue?  Maybe that
  84. warning that says DON'T LOOK DIRECTLY AT THE SUN ought to read
  85. DON'T LOOK UP DURING THE DAY WITHOUT PROTECTIVE LENS.  Oh.  They
  86. already have done that, haven't they?  Sunglasses. Right?  
  87.  
  88.   ,...,.,,
  89.  /666;    ',    jim tims
  90. ////;    _~ -   p00168@psilink.com
  91. (/@/----0-~-0
  92.  ;'  . `` ~ \'
  93.   , `    ' , >
  94. ;;|\..((   -C---->>  Let me guess.  UV is short enough to where the molecule
  95. ;;| >-  `.__),;;     size starts to matter, and O3 is more opaque than O2.
  96.  
  97.  
  98.  
  99.  
  100.