Почему небо синее ответ


Почему небо на нашей планете имеет голубой оттенок, а, скажем, не розовый, зеленый или желтый? В Древней Греции считали, что наличие у неба голубого цвета связано с тем, что небо сделано из особого хрусталя с лазурным отливом. Во времена Средневековья считалось, что голубой оттенок появляется благодаря смешению черного и белого цветов, и только в 18 веке гениальный Исаак Ньютон сделал предположение о том, что голубой цвет появляется в результате отражения света от мельчайших капелек воды, парящих в атмосфере. Последнее слово в вопросе о том, почему же планета Земля окружена голубоватой, а не красной или желтой дымкой, стало за английским физиком Джоном Уильямом Стреттом, который в далеком 1899 году доказал, что цвет неба напрямую зависит от длины волны испускаемого Солнцем света и интенсивности рассеивания лучей в атмосфере планеты.

Почему небо не красное?

Несмотря на то, что основным цветом неба считается голубой, многие из нас знают и видели своими глазами, что в действительности небо способно демонстрировать гораздо больше сложных оттенков. Так, вечернее небо часто можно увидеть розовым, хотя в пасмурное утро того же дня небо располагало только палитрой в серых тонах. Жители северных регионов гораздо чаще видят небо молочно-белого цвета, чем голубое, а жители южных областей могут наблюдать ярко-оранжевые закаты.


Читайте также: Первый российский электрический самолет поднимется в небо в 2020 году

Механизм появления разных оттенков неба прост. Солнечные лучи имеют белый цвет, который преломляется о мельчайшие капельки воды в атмосфере. Из-за того, что белый цвет включает в себя все цвета радуги, преломляясь, он распадается на разные цвета. Но почему же тогда основным цветом неба считается голубой?

Дело в том, что у каждого цвета имеется своя определенная длина волны, в зависимости от которой происходит рассеивание света. Такие цвета, как зеленый, желтый, оранжевый и красный рассеиваются с гораздо меньшей интенсивностью, чем синий или фиолетовый, из-за чего единственным подходящим цветом, находящимся посреди этих крайностей, становится голубой.

Кстати говоря, приглашаем вас посетить наш канал в Яндекс.Дзен, где вы сможете найти еще больше полезных статей из мира популярной науки и техники.

Источник: Hi-News.ru

Пыль или молекулы?


Все это прекрасно, но наше небо заполнено воздухом, а не жидкостью, и в небе не плавают кусочки мыла или молока… Что за частицы рассеивают свет в воздухе? Тиндаль и Рэлей полагали, что голубой цвет неба должен быть из-за мелких частиц пыли и капель водяного пара, которые взвешены в атмосфере в точности как частички молока взвешены в воде.

Это ошибочное мнение, хотя и сегодня некоторые люди говорят, что цвет неба определяется паром и пылью. Если бы это было так, то цвет неба менялся бы гораздо сильнее в зависимости от влажности или тумана, чем он меняется на самом деле. Поэтому ученые предположили (правильно!), что для объяснения рассеяния достаточно молекул кислорода и азота. Это сам воздух, вернее, его молекулы рассеивают свет!

Вопрос окончательно решил Альберт Эйнштейн в 1911 году, который рассчитал детальную формулу для рассеяния света в зависимости от молекул и дальнейшие эксперименты блестяще подтвердили его вычисления. Говорят, Эйнштейн даже смог использовать свои расчеты в качестве дополнительной проверки числа Авогадро!

Почему небо голубое, а не фиолетовое?

Кстати, если синий свет рассеивается в 10 раз больше, чем красный, то еще более короткие фиолетовые волны должны рассеиваться больше, чем синие! Возникает вопрос: почему небо не выглядит фиолетовым?


Во-первых, спектр излучения света от солнца не является одинаковым на всех длинах волн — максимум энергии в спектре Солнца приходится на зеленый свет. Во-вторых, коротковолновый фиолетовый свет активно поглощается в верхних слоях атмосферы (как и ультрафиолет!), поэтому в до поверхности Земли доходит меньше фиолетового, чем синего.

Наконец, третья причина — наши глаза менее чувствительны к фиолетовому свету, чем к синему.

У нас есть три типа цветовых рецепторов, или колбочек, в сетчатке глаз. Их называют красными, синими и зелеными, потому что они наиболее сильно реагируют на свет именно на этих длинах волн. Но на самом деле, они способны улавливать и свет других длин волн, перекрывая весь спектр.

Когда мы смотрим на небо, красные колбочки реагируют на небольшое количество рассеянного красного света, но также — менее сильно — на оранжевые и желтые длины волн. Зеленые колбочки реагируют на жёлтые и более сильно рассеянные зелёные и зелено-синие волны. Наконец, синие колбочки стимулируются цветами синих длин волн, которые очень сильно рассеиваются. Если бы в спектре не было синего и фиолетового, небо казалось бы голубым с легким зеленоватым оттенком. Но наиболее сильно рассеивающиеся волны синего и фиолетового цветов слегка стимулируют и красные колбочки, поэтому эти цвета кажутся синими с добавленным красным оттенком. Общий эффект заключается в том, что когда мы смотрим на небо, красные и зеленые колбочки стимулируются примерно одинаково, а синие стимулируются сильнее. Эта комбинация в итоге и образует голубое или синее небо.

Прекрасные закаты


Что может быть красивее тихих закатов на берегу моря или в степи? Когда воздух чистый и прозрачный, закат будет желтого цвета, точно как луч фонарика, пересекший стакан с раствором мыла: часть синего света рассеется и общий цвет Солнца сместится к красному концу спектра.

Другое дело, если воздух загрязнен мелкими частицами — гарью, пылью, смогом. В этом случае закат будет оранжевым и даже красным. Закаты над морем также могут быть оранжевыми из-за частиц соли, взвешенных в воздухе, которые могут создавать эффект Тиндаля. Небо вокруг солнца видно покрасневшим, а также свет, идущий прямо от солнца. Это связано с тем, что весь свет рассеивается относительно хорошо под небольшими углами, но тогда синий свет с большей вероятностью будет рассеиваться дважды и более на больших расстояниях, оставляя желтый, красный и оранжевый цвета.

Облака, голубая Луна и голубая дымка

Облака и пылевая дымка кажутся белыми, потому что они состоят из частиц, больших длин волн света. Такие частицы будут одинаково рассеивать все длины волн (рассеяния Ми).

Но иногда в воздухе могут быть частицы гораздо меньших размеров. Некоторые горные районы славятся своей голубой дымкой. Аэрозоли терпенов из растительности вступают в реакцию с озоном в атмосфере, образуя мелкие частицы диаметром около 200 нм, которые отлично рассеивают синий свет.


Лесной пожар или извержение вулкана могут иногда заполнять атмосферу мелкими частицами диаметром 500–800 нм, что является подходящим размером для рассеивания красного света. Это дает противоположность обычному эффекту Тиндаля и может привести к тому, что Луна приобретет синий оттенок, так как красный свет от Луны рассеян этими частицами. Настоящая голубая Луна — очень редкое явление!

Почему небо Марса красное?

Вот мы добрались и до Марса, небо на котором, судя по снимкам марсоходов и автоматических спускаемых аппаратов, то рыжее, то песочно-желтое, то серовато-голубое… Какое оно на самом деле?

Согласно физике, марсианское небо должно быть голубым. Оно и есть голубое, но только когда атмосфера на Красной планете спокойна. Однако на Марсе, как известно, часто дуют ветра. Несмотря на то что атмосфера планеты крайне разрежена, ветра способны поднимать миллионы тонн песка и пыли устраивать настоящие песчаные бури. Некоторые бури способны скрыть почти всю поверхность Марса!

После таких бурь в воздухе еще долго остаются взвешенными частички богатой железом пыли. Цвет этой пыли красный (это ржавчина), соответственно и небо на Марсе окрашивается в желтовато-оранжевый цвет.

Отражательные туманности


Наконец, заглянем далеко в космос, туда, где сейчас рождаются звезды.

Вот целый комплекс из космических газопылевых облаков, расположенный на границе созвездий Змееносца и Скорпиона. Обратите внимание: часть облаков ярко светится красноватым свечением, другая часть, наоборот, поглощает свет и напоминает черные провалы. Наконец, третья часть имеет голубоватый цвет.

Все три типа облаков состоят в основном из водорода с небольшой примесью пыли и молекул. Почему же они выглядят по-разному? Все дело в их температуре. Нагретые светом погруженных в них звезд, облака начинают сами светиться. Красное свечение — излучение водорода. Очень холодные облака, наоборот, поглощают свет и потому непрозрачны для нас. Наконец, холодные, но расположенные недалеко от ярких звезд облака выглядят голубоватыми. Они отражают свет звезд, рассеивая его так же, как и атмосфера Земли!

Источник: skygazer.ru

Воздух не имеет цвета

 

На самом деле, небо над нашей головой не постоянно бывает голубого цвета, все зависит от времени суток и солнечного свечения. Оно может менять палитру от бледного и серого цвета в ненастную погоду до ярко красного в часы заката, но большую часть дневного времени мы видим его именно голубым.

Почему небо голубого цвета


Перед началом поиска истины, следует закрепить один важный факт – воздух и атмосфера (защитная оболочка нашего земного шарика) являются прозрачными. Белый свет включает в себя все основные цвета палитры, которые входят в видимый спектр человеческого восприятия. Ярким подтверждением этих слов является радуга. Она образуется в результате того, что солнечный свет, встречаясь с каплями дождя, преломляется и распадается на разные цвета. Именно поэтому радуга появляется только после дождя с появлением первых лучей. Каждая капелька превращается в стеклянную призму. По этой же причине небо мы видим в голубом цвете.

Почему небо голубого цвета

Солнечное излучение на пути к земному шару пробивается через слои атмосферы. На этом длительном пути свет сталкивается с молекулами газа, из которых состоит воздух, и преломляется. Возникает новый вопрос, а почему мы видим только голубой, а не все остальные семь цветов видимого спектра.

Вам будет интересно: Падающая звезда, что это на самом деле?

 

Простая разгадка

 

Каждый цвет в палитре имеет свой уникальный показатель длины волны. Именно голубые оттенки находятся ровно посередине видимого спектра и лучше всего рассеиваются, все остальные не проявляют высокой интенсивности, сталкиваясь с частичками в атмосфере.

Почему небо голубого цвета

 

Источник: factstore.ru


Воздух не имеет цвета

На самом деле, небо над нашей головой не постоянно бывает голубого цвета, все зависит от времени суток и солнечного свечения. Оно может менять палитру от бледного и серого цвета в ненастную погоду до ярко красного в часы заката, но большую часть дневного времени мы видим его именно голубым.

Перед началом поиска истины, следует закрепить один важный факт – воздух и атмосфера (защитная оболочка нашего земного шарика) являются прозрачными. Белый свет включает в себя все основные цвета палитры, которые входят в видимый спектр человеческого восприятия. Ярким подтверждением этих слов является радуга. Она образуется в результате того, что солнечный свет, встречаясь с каплями дождя, преломляется и распадается на разные цвета. Именно поэтому радуга появляется только после дождя с появлением первых лучей. Каждая капелька превращается в стеклянную призму. По этой же причине небо мы видим в голубом цвете.


Солнечное излучение на пути к земному шару пробивается через слои атмосферы. На этом длительном пути свет сталкивается с молекулами газа, из которых состоит воздух, и преломляется. Возникает новый вопрос, а почему мы видим только голубой, а не все остальные семь цветов видимого спектра.

Простая разгадка

Каждый цвет в палитре имеет свой уникальный показатель длины волны. Именно голубые оттенки находятся ровно посередине видимого спектра и лучше всего рассеиваются, все остальные не проявляют высокой интенсивности, сталкиваясь с частичками в атмосфере.


Источник: zen.yandex.ru

Как-то так:

Небо выглядит голубым по той причине, что воздух рассеивает свет с короткой длиной волны сильнее длинноволнового излучения света. Интенсивность рассеяния Рэлея, обусловленного флуктуациями количества молекул газов воздуха в объемах, соизмеримых с длинами волн света, пропорционально 1/λ4, λ — длина волны, т. е. фиолетовый участок видимого спектра рассеивается приблизительно в 16 раз интенсивнее красного. Так как излучение синего цвета имеет более короткую длину волны, в конце видимого спектра, он больше рассеивается в атмосфере, чем красный. Благодаря этому участок неба вне направления на Солнце имеет голубой цвет (но не фиолетовый, так как солнечный спектр неравномерный и интенсивность фиолетового цвета в нём меньше, а также вследствие меньшей чувствительности глаза к фиолетовому цвету и большей к синему, который раздражает не только чувствительные к синему цвету колбочки в сетчатке, но и чувствительные к красным и зеленым лучам).

Во время заката и рассвета свет проходит по касательной к земной поверхности, так что путь, проходимый светом в атмосфере, становится намного больше, чем днём. Из-за этого бо́льшая часть синего и даже зелёного света рассеивается из прямого солнечного света, поэтому прямой свет солнца, а также освещаемые им облака и небо вблизи горизонта окрашиваются в красные тона.

Вероятно, при другом составе атмосферы, например, на других планетах цвет неба, в том числе и при закате светила, может быть другим. Например, цвет неба на Марсе красновато-розовый[1].

Рассеяние и поглощение — главные причины ослабления интенсивности света в атмосфере. Рассеяние меняется как функция от отношения диаметрарассеивающей частицы к длине волны света. Когда это отношение меньше 1/10, возникает рэлеевское рассеяние, при котором коэффициент рассеянияпропорционален 1/λ4. При бо́льших значениях отношения размера рассеивающих частиц к длине волны закон рассеивания изменяется согласно Уравнению Гюстава Ми; когда же это отношение больше 10, с достаточной для практики точностью применимы законы геометрической оптики.

Источник: pikabu.ru


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.