Elfeküdt már a nap túl a nádas réten,
Nagy vörös palástját künn hagyá az égen
Arany János: Toldi (5. ének)
Mindannyian tapasztaltuk már – még ha nem is tudjuk olyan szépen megfogalmazni, mint Arany János –, hogy a lemenő nap fénye nem a szokott sárgás-fehér, hanem egyre inkább sárga, majd piros lesz, végül égő vörösre festi az egész látóhatárt.
Mi az oka a színváltozásnak? A levegőben lebegő pici részecskék. Hiába átlátszó a levegő, milliószám vannak benne porszemek és páracseppek, amelyek befolyásolják a fény útját.
A nap fénye fehér; a szivárvány összes színe egyforma arányban van benne. Ezt meg is nézhetjük, ha egy üvegprizmán bocsátjuk át a nap vagy egy lámpa fényét. A fénysugár útjához képest ferde üvegfelületek eltérítik a fehér fény összetevőit, de nem egyformán. A vöröset a legkevésbé, az ibolyát a leginkább.
Ehhez hasonló jelenség játszódik le a Föld légkörébe érkező napfénnyel is: a porszemcséken és vízcseppecskéken szóródik, azaz irányt vált. A zöld háromszor, a kék hatszor, az ibolya tízszer jobban szóródik, mint a vörös. Ezért amikor „tüzesen süt le a nyári nap sugára”, akkor is sárgásnak látjuk a napot, mert a fehér fény összetevői közül az ibolya és a kék „menet közben” szétszóródik, a szemünkbe érkező fénysugárba már csak kevés jut belőlük, és így a színek aránya eltolódik a piros-vörös javára.
No de nézzük a naplementét! Miért más ilyenkor a helyzet? Azért, mert a lemenő nap fénye sokkal hosszabb utat tesz meg a légkörben, mire a szemünkhöz ér, mint amikor az „ég tetejéről” süt.
Ha hosszabb a levegőben megtett út, fölerősödik a fényszórás. A látóhatár peremén látszódó napból a szemünkbe egyenesen érkező fényből a kék szín szinte teljesen kiszóródott, s maradt a vörös. Persze a kék összetevő nem válik „semmivé”. Látjuk azt is, csak nem úgy, mintha a napból jönne. Hanem az „összevissza” szóródás miatt mindenhonnan. Ez az ég kékje. Amely estefelé – a vörös horizonthoz képest – egyre kékebb.
„Piros az ég alja: aligha szél nem lesz” – a János vitézben a kormányos a szokatlanul vörös naplementéből arra következtet, hogy nemsokára jön a vihar. Ez a népi meteorológiai megfigyelés azon alapszik, hogy ha tőlünk 100-200 km-re vihar van, akkor ott a szokásosnál több a levegőben a por- és vízcsepp, s ez még tovább fokozza a színszórás jelenségét. És az a vihar néhány óra múlva elérhet minket is!
Régi megfigyelés, hogy a látóhatár közelében a nap (hajnalban és napnyugtakor) mintha lassabban mozogna, mint amikor magasan jár. Ennek utána kellene járni!
Készítsünk megfigyelő-eszközt!
1. Ehhez vagy a napfogyatkozások megfigyelésére ajánlott (UV-szűrő) szemüveg, vagy hegesztő-szemüveg szükséges. (Kormozott üveglap nem jó, mert nem véd az UV-sugarak ellen!)
2. Ezt az eszközt úgy rögzítsük, hogy rajta keresztül nézve látni lehessen a magasan járó napot.
3. Rajzoljuk be a sötét szemüvegre a nap körvonalát, és
4. Mérjük meg azt az időt, amely alatt a nap teljesen kimegy ebből a körvonalból. (Ennyi idő alatt tett meg egy látszólagos nap-átmérőnyi utat.)
5. Este mérjük meg, hogy a lemenő nap a látóhatár érintésétől kezdve mennyi idő alatt tűnik el. (Ugye, ez is éppen egy nap-átmérőnyi út ideje.)
Mit tapasztalunk? Van-e eltérés a két időtartam között, s ha igen, melyik nagyobb?
A jelenséget már Arany János is pontosan leírta a Toldi estéje c. költeményében, amikor a lemenő napról ír:
„Megpihen legszélén az égi határnak
S int az öregeknek: „benneteket várlak!”.
Vagyis Arany János is megfigyelte, hogy a látóhatár közelében mintha lassabb lenne a nap mozgása. Ennek fizikai – optikai – magyarázata van:
A Föld légköre különböző hőmérsékletű „rétegekből” áll. A talaj felszínéhez közel melegebb, fölfelé egyre hidegebb. Ebből az következik, hogy úgy viselkedik, mint egy üveglencse: megtöri a fény útját a talaj felszíne felé. Így amikor a nap „vonalzóval mérve” már a látóhatár alatt van, a fénytörés miatt még akkor is látjuk. Ezért hosszabb napnyugtakor az az idő, ami alatt a nap egy átmérőnyit „mozdul”, mint amikor a zeniten van.
