Почему небо голубое, а закат красный?

48
Голубое небо
Голубое небо

Почему небо голубое – очень трудно найти ответ на такой простой вопрос. Многие ученые ломали себе голову в поисках ответа. Наилучшее решение проблемы предложил около 100 лет назад английский физик лорд Джон Рэлей.

Но начнем сначала. Солнце излучает ослепительно чистый белый свет. Значит и цвет неба должен быть таким же, но оно все таки голубое. Что же происходит с белым светом в земной атмосфере?

Немного о цвете

Белый свет – это смесь цветных лучей. С помощью призмы мы можем сделать радугу. Призма раскладывает белый луч на цветные полосы: красную, оранжевую, желтую, зеленую, голубую, синюю и фиолетовую. Соединяясь вместе, эти лучи вновь образуют белый свет. Можно предположить, что солнечный свет сначала расщепляется на цветные составляющие. Потом что-то происходит, и поверхности Земли достигают только голубые лучи.

Материалы по теме:
Почему днем иногда видно Луну, а иногда нет?
Дисперсия света
Дисперсия света

Гипотезы выдвигаемые в разное время

Есть несколько возможных объяснений. Воздух, окружающий Землю,— это смесь газов: азота, кислорода, аргона и других. В атмосфере присутствуют еще водяной пар и кристаллики льда. В воздухе взвешены пыль и другие мелкие частицы. В верхних слоях атмосферы находится слой озона. Может быть причина в этом?

Некоторые ученые считали, что молекулы озона и воды поглощают лучи красного цвета и пропускают голубые. Но оказалось, что в атмосфере просто не хватит озона и воды, чтобы окрасить небо в голубой цвет.

В 1869 году англичанин Джон Тиндалл предположил, что пыль и другие частицы рассеивают свет. Синий свет рассеивается в наименьшей степени и проходит слои таких частиц, достигая поверхности Земли. В своей лаборатории он создал модель смога и осветил ее ярким белым лучом. Смог окрасился в глубокий синий цвет.

Тиндалл решил, что если бы воздух был абсолютно чист, то ничто бы не рассеивало свет, и мы могли бы любоваться ярким белым небом. Лорд Рэлей тоже поддерживал эту идею, но недолго. В 1899 году он опубликовал свое объяснение: именно воздух, а не пыль или дым, окрашивает небо в голубой цвет.

Материалы по теме:
Что такое «парниковый эффект»?

Связь цвета и длины волны – объяснение почему небо голубое

Связь цвета и длинны волны
Связь цвета и длинны волны

Часть солнечных лучей проходит между молекулами газа, не сталкиваясь с ними, и без изменений достигает поверхности Земли. Другая, большая часть, поглощается газовыми молекулами. При поглощении фотонов молекулы возбуждаются, то есть заряжаются энергией, а затем испускают ее в виде опять-таки фотонов. Эти вторичные фотоны имеют разную длину волны и могут быть любого цвета — от красного до фиолетового.

Формирование голубого цвета неба
Формирование голубого цвета неба

Разлетаются они во всех направлениях: и к Земле, и к Солнцу, и в стороны. Лорд Рэлей предположил, что цвет испускаемого луча зависит от преобладания в луче квантов того или иного цвета. При столкновении молекулы газа с фотонами солнечных лучей на один вторичный квант красного цвета приходится восемь квантов синего.

Каков результат? Интенсивный голубой свет буквально льется на нас со всех сторон из миллиардов молекул газов атмосферы. К этому свету примешаны фотоны других цветов, поэтому он не имеет чисто синего тона.

Материалы по теме:
Почему радуга имеет форму дуги?

Особенности цветового спектра

Цветовой спектр
Цветовой спектр

Перед тем, как достигнуть поверхности земли, где его могут созерцать люди, солнечный свет должен пройти через всю воздушную оболочку планеты. Свет имеет широкий спектр, в котором все же выделяются основные цвета, оттенки радуги. Из этого спектра красный цвет имеет наиболее длинную световую волну, в то время как фиолетовый – самую короткую. При закате солнечный диск стремительно краснеет и устремляется все ближе к линии горизонта.

При этом свету приходится преодолевать все большую толщу воздуха, и часть волн при этом теряется. Сначала исчезает фиолетовый, затем синий, голубой. Наиболее длинные волны красного цвета продолжают проникать до поверхности Земли до последнего, и потому солнечный диск и ореол вокруг него до последних моментов имеют красноватые оттенки.

Почему днем небо голубое?

Длина световых волн
Длина световых волн

Длинные световые волны могут проникать вглубь атмосферы по той причине, что они почти не поглощаются, не рассеиваются аэрозолями и взвесями, которые постоянно циркулируют в атмосфере планеты. Когда светило находится ближе к зениту, складывается иная ситуация, которая обеспечивает небу голубизну. Синий цвет имеет более короткие волны, чем красный, и он сильнее поглощается. Но его способности к рассеиванию выше в 4 раза по сравнению с красным.

Материалы по теме:
Действительно ли слоны ничего не забывают?

Когда солнце находится в зените или близко к данной отметке, небо всегда синее. Это связано с тем, что слой воздуха между планетой и светилом в этот момент небольшой, и синие, голубые волны проходят свободно. Они имеют большую способность к рассеиванию, и потому успешно заглушают другие цвета и оттенки. Потому этот цвет доминирует на небосводе на протяжении практически всего светового дня.

Что изменяется к вечеру?

Все цвета заката
Все цвета заката

Ближе к закату Солнце устремляется к горизонту, чем ниже оно опускается, тем стремительнее приближается вечер. В такие моменты слой атмосферы, который отделяет изначальный солнечный свет от земной поверхности, начинает резко увеличиваться из-за угла наклона. В какой-то момент уплотняющийся слой перестает пропускать другие световые волны кроме красных, и в этот момент небо окрашивается именно в этот цвет. Синий уже не присутствует, он поглощается в процессе прохождения через слои атмосферы.

Интересный факт: при закате Солнце и небо проходят через целую гамму оттенков – по мере того, как те или другие из них перестают проходить через атмосферу. То же самое можно наблюдать и на момент восхода Солнца, причины обоих явлений одинаковы.

Что происходит при восходе Солнца?

При восходе солнечные лучи проходят через тот же процесс, но в обратном порядке. То есть, сначала через толщу атмосферы под сильным углом пробиваются первые лучи, до поверхности доходит только красный спектр. Поэтому восход изначально брезжит красным цветом. Затем, по мере восхода и изменения угла, начинают проходить и волны других цветов – небо окрашивается оранжевым, и далее оно становится привычно голубым. Наблюдается полдневная глубокая синева неба, и затем, к вечеру, оно начинает вновь переходить к багрянцу. С одной стороны неба, удаленной от солнца, наблюдается сине-черный оттенок, но чем ближе к заходящему светилу, тем больше красных оттенков можно видеть близ горизонта, пока Солнце не исчезает окончательно.

Материалы по теме:
Почему Китай называют «Поднебесной»?

Такие цветовые явления наблюдаются повсеместно. Солнце обретает красный цвет, как и близкие к нему участки неба, как у экватора, так и на полюсах. Это явление можно видеть по всей планете. Иногда закаты или рассветы имеют более насыщенные красные тона, это связано с состоянием атмосферы, наличием в ней аэрозолей или взвесей. В других случаях цвет оказывается не таким выраженным, более умеренным. Существуют народные приметы, позволяющие определять погоду на следующий день по оттенкам заката – люди научились анализировать цвета и предугадывать состояние атмосферы по ним с большей или меньшей точностью.

Таким образом, красный цвет заката связан с тем, что под большим углом через толщу атмосферы прорываются только красные цвета солнечного спектра, имеющие самую длинную волну. Красный цвет восходов связан с тем же фактором. В остальное время дня небо голубое, так как этот оттенок способен заглушить прочий спектр, имея наибольшую способность к рассеиванию.

Материалы по теме:
Почему фламинго розовый?

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

48
Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Влад&#
Влад&#

хочу узнать скажите почему небо ГОЛУБОЕ-? из за чего??? буду Очень благодарен.

элео&#
элео&#

При объяснениях нужно учитывать ещё и то ,что человеческий глаз не воспринимает инфракрасные и ультрафиолетовые спектры.Иначе воспринималось бы всё немного по другому.

СаН4о
СаН4о

Ну, да днём небо синее потому, что солнце 6000 градусов, а утром и на закате красное, остывает наверно, на ночь… Как физик физика хочу спросить, Амон вы про электромагнитное излучение слышали? Про поглощение излучения молекулами тоже прикольно.

Амон
Амон

Небо голубое из-за того, что наше солнце имеет голубой цвет при осмотре его в из космоса без специальных затемняющих цветовых стекол (а о каком цвете и стекол идет речь, догадайтесь сами). Небо же из-за наличия в атмосфере газа и воды, попросту преломляет лучи солнца, поэтому мы видим светло-голубой цвет, а при очищении неба, к примеру, после длительного дождя, то при прояснении мы видим контрастное голубое небо. С Земли мы видим Солнце наше белым с легким желтоватым оттенком по причине присутствия на атмосферы с нынешним составом. По этому поводу я могу много рассказать, но только официальная наука не принимает подобного по… Подробнее »

дани&#
дани&#

было очень интересно