Wenn man von der Farbe der Wolken spricht, denkt man zuerst an weiß. Dass dies nicht immer der Realität entspricht sieht man besonders an verregneten Tagen, an denen eine dunkelgraue Wolkenmasse den Himmel bedeckt. Wenn wir uns aber einen Schönwettertag betrachten, an dem lediglich niedrige Cumulus humilis-Wolken am Himmel zu finden sind, dann sind diese Wolken tatsächlich weiß.
Der Cumulus humilis erscheint zumindest an der Oberseite weiß.
Doch warum erscheinen flache Wolke weiß? Das liegt an der Streuung des Sonnenlichtes an den Wolkentröpfchen. Ist die Wellenlänge des Lichtes gleich oder kleiner als Partikel in der Luft (in unserem Fall Wassertröpfchen), dann werden alle Wellenlängen des Lichtes an den Partikel gleich gestreut. Diese Streuung nennt man „Mie-Streuung“.
Wolkentröpfchen haben einen Durchmesser vom 1 bis 15 µm (1 µm ist 0,000001 m). Das Licht von der Sonne hat Wellenlängen von 0,23 bis 5 µm. Wichtig für die Erklärung der weißen Farbe der Wolken ist der sichtbare Teil der Sonnenstrahlung von 0,380 bis 0,780 µm. Die Wellenlänge des sichtbaren Lichtes ist also kleiner als der Durchmesser der Wassertröpfchen. D.h. die Mie-Streuung ist hier anzuwenden, d.h. das gesamt sichtbare Licht wird gestreut. Erreichen uns nun alle Wellenlängen des sichtbaren gestreuten Lichtes, erscheint es weiß (jeder kennt den farbigen Kreisel, der bei Rotation und scheinbarer Mischung der Farben weiß erscheint).
Nun sind aber Wolken, vor allem mächtige, an der Unterseite dunkel:
Nimbostratus mit dunkler Unterseite
Dies liegt daran, dass bei mächtigen Wolken eben viele Wolkentröpfchen sind, die das Licht mehrfach streuen und somit weniger Sonnenlicht durch die Wolke dringt – deswegen die dunkle Farbe.
tritt Mie Streuung nicht auf, wenn wellenlänge und partikeldurchmesser etwa gleich groß sind? die im gegensatz zur rayleight-streung (d Himmelblau)
Stimmt, war nicht ganz korrekt. Die Wellenlänge des Lichtes muss kleiner oder gleich dem Partikeldurchmesser sein (hab im Artikel also noch das „gleich“ eingefügt). Bei Rayleigh sind die Durchmesser der Partikel viel kleiner als die Wellenlänge der Strahlung.
Danke für den Hinweis!
wie ist es denn bei den Regentröpchen eines Regenbogens? ihre Durchmesser ist offensichtlich auch viel größer als die Wellenlänge des sichtbares Lichtes, also nach dem Kriterium Zusammenhang der Wellenlänge des Lichtes und der Partikel, sollten dann keine Regenbogen entstehen können, denn die Streuung der unterschiedlichen Wellenlängen gleich sein sollte, und nicht abhängig von der Wellenlänge, wie der Fall ist…Sicherlich gibt es hier für mich eine Wissenslücke und ich freue mich deshalb auf eine Antwort! 😉
also, bei dem Regenbogen ich meine nicht unterschiedliche Streuung sondern unterschiedliche Brechung…klar..
ist diese seite zum chatteb oda wääs???ALSOO ich komm nuur einmal hier her,,,und zwar nuur füür die schule!!!sonst komm ich NICH!!!awasss spaaß:Ddiiese seite ist zum lernen sehr gut !!!!;)
Ich finde dieses Beitrag überaus ansprechend und super interessant dargestellt! Vielen lieben Dank!
sehr schöne Erklärungen – danke!