Mechanismus zur Frequenzmischung des sichtbaren Lichts in Gewitterwolken

Ich weiß also, dass wenn rotes und blaues Licht (oder die Frequenzen/Wellenlängen, die wir als solche wahrnehmen) mit den richtigen Proportionen auf unsere Augen treffen, unsere Augen und unser Gehirn dies als die Farbe Lila interpretieren.

Im Gegensatz dazu habe ich gerade gelesen, dass die helle smaragdgrüne Farbe, die schwere Gewitter haben können, von hohen Gewitterwolken verursacht wird, die durch interne Streuung viel blaues Licht erzeugen, das dann von rotem Licht einer späten Nachmittagssonne beleuchtet wird, und das Die Kombination dieser beiden Farben ergibt Grün.

Was eindeutig nicht passiert, ist, dass die roten und blauen Wellenlängen nicht getrennt in der Wolke gestreut werden und dann unsere Augen treffen, denn dann sollten wir das Gewitter als lila sehen.

Was passiert also ? Wie werden die beiden Farben "gemischt" oder etwas in der Wolke, um die Wellenlänge(n) zu erzeugen, die wir als grün sehen?

Bezüglich der grünen Wolken und ob die Wellenlängen tatsächlich grün sind oder ob es eine Illusion ist, siehe: http://www.scientificamerican.com/article/fact-or-fiction-if-sky-is-green-run-for-cover -tornado-kommt/

Verwandte: Warum ergibt das Hinzufügen von rotem Licht zu blauem Licht violettes Licht?

Frequenzmischung scheint während der Streuung zu erfolgen, das ist also ein Hinweis darauf, was passiert, aber es ist mir nicht klar, ob nur einige Arten von Streuung eine Frequenzmischung verursachen oder ob alle Arten dies tun. Wenn nur einige Arten eine Vermischung verursachen, wird dann eine oder mehrere dieser Arten durch Gewitterwolken verursacht? Angenommen, die durch Streuung verursachte Frequenzmischung ist der Mechanismus zur Erzeugung grüner Wellenlängen, wie sind dann die anderen durch Mischung erzeugten Frequenzen (z. B. Obertöne) nicht sichtbar genug, um die Farbwahrnehmung zu beeinflussen (werden sie vom menschlichen Auge absorbiert oder nicht wahrgenommen oder nur von zu geringer Intensität?). bedeuten)?

Ich habe noch nie von einer grünen Wolke gehört. Das Googeln ergab nur eine Pollenwolke über Russland. Haben Sie eine Referenz?
Da ich an einem Ort lebe, an dem es an den meisten Sommernachmittagen (in einem guten Jahr) Gewitter gibt, kann ich mich auch nicht an eine merklich grüne Gewitterwolke erinnern. Beachten Sie jedoch, dass Blau und Gelb Grün ergeben, und Gelb ist eine übliche Abendwolkenfarbe (Gelb über Orange bis Rot, wenn die Sonne tiefer sinkt).
In der Metropolregion Washington, DC, die nicht so berühmt für Tornados oder Hagel wie der Mittlere Westen der USA ist, bekommen wir jeden Sommer mindestens ein ominöses grünes Gewitter. Ich war ungefähr 100 Fuß von einem Tornado entfernt und bin zu meinem Auto gerannt, um Schutz vor Hagel in Golfballgröße zu finden. Grüne Himmel bei Unwetter sind sehr real, das versichere ich Ihnen. Eigentlich ist es ein ganz schöner Effekt. Ich hoffe, dass Sie es eines Tages alle von einem relativ sicheren Ort aus sehen können.
Es sieht so aus, als ob eine Frequenzmischung während der Streuung auftritt, wenn die Streuung sowohl durch freie als auch durch harmonisch gebundene Elektronen verursacht wird: nature.com/nature/journal/v225/n5239/abs/2251239a0.html Optik- und nichtlineare Optik-Tags hinzugefügt
Ich bin gerade auf diesen seltsamen Artikel gestoßen, weil ich vor 20 Jahren Redaktionsassistent bei OSA war: osapublishing.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-16-1-466

Antworten (1)

Dies ist ein einfaches Beispiel dafür, wie sich rotes und blaues Licht mischen können, sodass sie für das menschliche Auge grün erscheinen. Nehmen wir das Beispiel zweier monochromatischer zeitharmonischer Lichtquellen mit Frequenzen ω 1 Und ω 2 . Der Einfachheit halber seien sie beide Kosinusse, dann

F ( T ) = A 1 cos ⁡ ( ω 1 T ) + A 2 cos ⁡ ( ω 2 T ) = 2 A 1 A 2 cos ⁡ ( ( ( ω 1 + ω 2 ) T ) / 2 ) cos ⁡ ( ( ( ω 1 − ω 2 ) T / 2 )

Dies ist im Wesentlichen ein amplitudenmodulierter Kosinus mit einer im THz-Bereich variierenden Frequenz, aber unser Auge kann die Amplitudenmodulation nicht erkennen, sodass wir so etwas wie den Zeitmittelwert wahrnehmen. Wenn ω 1 ist im blauen Regime und ω 2 liegt im roten Bereich des Spektrums, ihre Wellenlängen sind so etwas wie

ω 1 = 2 π ⋅ 650 THz
ω 2 = 2 π ⋅ 450 THz

Und ( ω 1 + ω 2 ) / 2 = 2 π ⋅ 550 THz , die im grünen Bereich des sichtbaren Spektrums liegt.

Okay, das THz-Regime ist also nur die Frequenz, mit der sich die dem Licht entsprechende elektromagnetische Energie ausbreitet. Sie entspricht direkt der Wellenlänge des Lichts durch die Formel omega = 2*pi*c/lambda, wobei Lambda die Wellenlänge des Lichts ist. Frequenzen im THz-Bereich sind also sehr "schnell", da die Wellenlängen des sichtbaren Lichts sehr klein sind. Das heißt, schnell im Vergleich zu etwas wie einem Telefon oder dem Internet, die normalerweise im GHz- oder MHz-Bereich arbeiten.
Es gibt mindestens einen Tippfehler in Ihrem Ausdruck - sollte es nicht sein ( ω 1 + ω 2 ) T / 2 für einen der cos Bedingungen? Und erfordert das Frequenzmischen nicht eine nichtlineare Antwort von mindestens einem Element? Können Sie erklären, welches Element das ist?
@Floris Danke, ich habe es korrigiert, der Latex-Interpreter im Browser, den ich bei der Arbeit verwenden muss, ist scheiße, daher ist es schwierig, einige der Fehler zu erkennen.
@CJRS - keine Sorge, wir alle tun es. Deshalb ist dies eine "Community" ...
Sie müssen nicht für jede einzelne Variable eine mathematische Umgebung starten und stoppen. Überprüfen Sie den Bearbeitungsverlauf, um zu sehen, wie ich es geändert habe. Es ist viel einfacher.
@DanielSank Danke für die Bearbeitung, ich bin ziemlich neu in der Verwendung von TeX und versuche immer noch, den Dreh raus zu bekommen. :)
@CJRS Hey, kein Problem. Beachten Sie, dass die auf dieser Seite verwendete Syntax eine Art leicht modifizierte Version von TeX ist. Das TeX, das Sie in Ihren eigenen Dokumenten verwenden, wird ein wenig anders sein. Der größte Unterschied besteht darin, dass normales TeX das doppelte Dollarzeichen für mathematische Umgebungen nicht verwendet (zumindest glaube ich nicht, dass dies der Fall ist).
Mechanismus zur Frequenzmischung des sichtbaren Lichts in Gewitterwolken
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