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/ NetNews Usenet Archive 1992 #31 / NN_1992_31.iso / spool / sci / skeptic / 21608 < prev    next >
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Text File  |  1992-12-22  |  3.1 KB  |  67 lines
  1. Newsgroups: sci.skeptic
  2. Path: sparky!uunet!gatech!paladin.american.edu!howland.reston.ans.net!zaphod.mps.ohio-state.edu!cs.utexas.edu!asuvax!ncar!noao!stsci!scivax!zellner
  3. From: zellner@stsci.edu
  4. Subject: Re: Why the sky is blue - again
  5. Message-ID: <1992Dec22.105404.1@stsci.edu>
  6. Lines: 54
  7. Sender: news@stsci.edu
  8. Organization: Space Telescope Science Institute
  9. References: <2934091690.14.p00168@psilink.com>
  10. Distribution: na
  11. Date: Tue, 22 Dec 1992 15:54:04 GMT
  12.  
  13.  
  14.  > OK.  Let's see if I'm getting anywhere.  All the light hits
  15.  > the atmosphere and starts bouncing around, the odds of it bouncing
  16.  > being some factor of how many molecules there are to hit, how big they
  17.  > are, and so forth, and on the wavelength; the odds of bouncing get better 
  18.  > the shorter the wavelength gets.  I assume the Rayleigh equations 
  19.  > calculate the actual odds, given a molecular size, density, and a 
  20.  > wavelength....
  21.  
  22. That's essentially correct.  Actually you get a scattering efficiency - the
  23. ratio of the cross-section of light removed from the beam to the geometrical
  24. cross-section of the scatterer - which increases as the fourth power of the
  25. size/wavelength parameter.  You just multiply the scattering cross-section per
  26. particle by the number of particles in the beam. 
  27.  
  28.  > Blue takes enough extra bounces that a lot more of it bounces into the eye
  29.  > than do the lower frequencies. The lower frequencies do in 
  30.  > fact get back to the eye, but compared with the blue, they're small change.  
  31.  > When looking through a lot of the atmosphere toward the rising horizon, 
  32.  > more of the blue has scattered, leaving relatively more red, which has
  33.  > miraculously managed to come through almost unscathed -- unscattered. 
  34.  
  35. Generally there is only one "bounce"; the atmosphere is optically thin at
  36. visible wavelengths.  It's not the number of bounces that counts, but the
  37. probablility of bouncing.
  38.  
  39.  > Does this mean that UV-sky is "brighter" than the blue?  
  40.  
  41. In the near UV the scattering efficiency as described above is higher.  But 
  42. the sun isn't very bright in the UV, and the higher optical depth starts to
  43. take a toll - more of the light is scattered back into space.  In the
  44. "vacuum UV", shortward of about 3000A, you start to get true atomic ABSORPTIONS
  45. by O3, O2, O, and nitrogen.  Recall to kick an atom into a higher electronic
  46. state or to ionize it you generally need 5 to 10 electron volts, which is in 
  47. the UV in terms of photon energy. 
  48.  
  49.  > Let me guess.  UV is short enough to where the molecule size starts to 
  50.  > matter ...
  51.  
  52. Nope.  Remember molecules are only a few Angstroms in size.  The wavelength 
  53. is still a thousand times larger.
  54.  
  55.  > O3 is more opaque than O2.
  56.  
  57. The O3 absorption is a true absorption, not a pure-scattering phenomenon.  
  58. The photon doesn't just bounce, it's destroyed.  The atom that did the
  59. absorbing can re-radiate the energy at the same wavelength (resonant
  60. scattering), or it can radiate several photons at longer wavelengths as it
  61. cascades down through electronic energy levels (airglow), or the energy can 
  62. be thermalized by collisions between atoms.  But the process is entirely 
  63. different from Rayleigh scattering.
  64.  
  65. Ben
  66.  
  67.