Himlens farve forskellige stater Vejret varierer, varierende fra hvidlig til intens blå. En teori, der forklarer himlens farve, blev udviklet af Rayleigh.
Ifølge denne teori forklares himlens farve af, at solens stråler, gentagne gange reflekteret fra luftmolekyler og små støvpartikler, er spredt i atmosfæren. Lysbølger af forskellig længde er spredt forskelligt af molekyler: luftmolekyler spreder overvejende den kortbølgelængde del af det synlige solspektrum, dvs. blå, indigo og violette stråler, og da intensiteten af den violette del af spektret er lav sammenlignet med de blå og blå dele, fremstår himlen blå eller blå.
Himlens betydelige lysstyrke forklares ved, at jordens atmosfære har en betydelig tykkelse, og lyset spredes af et stort antal molekyler.
I store højder, for eksempel ved observation fra rumskibe, sjældne lag af atmosfæren forbliver over observatørens hoved med færre molekyler spreder lys, og derfor falder himlens lysstyrke. Himlen virker mørkere, dens farve ændrer sig med stigende højde. Himlen ser mørkere ud, dens farve skifter fra mørkeblå til mørk lilla med stigende højde. Det er klart, at himlen i endnu højere højder og uden for atmosfæren ser sort ud for iagttageren.
Hvis luften indeholder et stort antal relativt store partikler, vil disse partikler også sprede længere. lysbølger. I dette tilfælde får himlen en hvidlig farve. Store vanddråber, eller vandkrystaller, der udgør skyer, spreder alle spektralfarver omtrent ligeligt, og den overskyede himmel har derfor en bleg grå farve.
Dette bekræftes af observationer, hvorunder meteorologiske forhold og den tilsvarende farve på himlen over byen Novokuznetsk blev noteret.
De karakteristiske nuancer i himlens farve den 28.-29. november skyldes tilstedeværelsen industrielle emissioner, som koncentrerer sig i luften med et fald i temperatur og mangel på vind.
Himlens farve er også påvirket af karakteren og farven jordens overflade, samt atmosfærisk tæthed.
Eksponentiel lov om faldende atmosfærisk tæthed med højden.
Den barometriske formel beskriver faldet i atmosfærisk tæthed med højden generel oversigt; den tager ikke højde for vind, konvektionsstrømme eller temperaturændringer. Derudover bør højden ikke være for høj, så accelerationens g afhængighed af højden kan negligeres.
Den barometriske formel er forbundet med navnet på den østrigske fysiker Ludwig Boltzmann. Men de første indikationer på den eksponentielle karakter af faldet i lufttæthed med højden var faktisk indeholdt i Newtons undersøgelser af lysets brydning i atmosfæren og blev brugt i udarbejdelsen af en opdateret brydningstabel.
De angivne grafer viser, hvordan man i færd med at studere astronomisk brydning, ideer om generel karakterændringer i atmosfærens brydningsindeks med højden.
- svarer til Keplers teori
- Newtons oprindelige teori om brydning
- raffineret Newtonsk og moderne teori lysets brydning i atmosfæren
Brydning af lys i atmosfæren
Atmosfæren er et optisk inhomogent medium, så banen lysstråle i atmosfæren er altid krumlinjet til en vis grad. Bøjningen af lysstråler, når de passerer gennem atmosfæren, kaldes lysbrydning i atmosfæren.
Der er astronomisk og terrestrisk brydning. I det første tilfælde, krumningen af lysstråler, der kommer til en jordisk observatør fra himmellegemer. I det andet tilfælde betragtes krumningen af lysstråler, der kommer til observatøren fra jordiske objekter. I begge tilfælde kan observatøren på grund af bøjningen af lysstråler se objektet i en retning, der ikke er den, der svarer til virkeligheden; objektet kan forekomme forvrænget. Det er muligt at observere et objekt, selv når det faktisk er bag horisonten. Således kan lysets brydning i jordens atmosfære føre til ejendommelige optiske illusioner.
Lad os antage, at atmosfæren består af et sæt optisk homogene vandrette lag af samme tykkelse; brydningsindekset ændrer sig brat fra et lag til et andet, gradvist stigende i retning fra øverste lag til de nederste. Denne rent spekulative situation er vist.
I virkeligheden ændres atmosfærens tæthed og derfor dens brydningsindeks med højden ikke i hop, men kontinuerligt. Derfor er en lysstråles bane ikke en brudt linje, men en buet linje.
Lad os antage, at strålen vist på figuren passerer til observatøren fra et eller andet himmellegeme. Hvis der ikke var nogen lysbrydning i atmosfæren, ville dette objekt være synligt for iagttageren i en vinkel ά. På grund af brydning ser observatøren objektet ikke i en vinkel ά, men i en vinkel φ. Siden φ ά ser objektet ud til at være højere over horisonten, end det faktisk er. Med andre ord er den observerede zenitafstand for et objekt mindre end den faktiske zenitafstand. Forskellen Ώ = ά – φ kaldes brydningsvinklen.
Ifølge moderne data er den maksimale brydningsvinkel 35".
Når en iagttager ser solnedgangen og ser, hvordan den nederste kant af armaturet rørte horisonten, i virkeligheden dette øjeblik denne kant er allerede 35" under horisontlinjen. Det er interessant, at den øvre kant af solskiven hæves mindre ved brydning - kun 29". Derfor ser den nedgående sol lidt fladt ud lodret.
Fantastiske solnedgange
Når man overvejer lysets brydning, er det nødvendigt at tage højde for, sammen med den systematiske ændring i lufttæthed med højden, også en serie yderligere faktorer, hvoraf mange er ret tilfældige. Vi taler om indflydelsen på luftens brydningsindeks af konvektionsstrømme og vind, lufttemperatur på forskellige punkter i atmosfæren ovenfor forskellige områder jordens overflade.
Træk i atmosfærens tilstand og frem for alt træk ved opvarmning af atmosfæren i dens nedre lag over forskellige dele af jordens overflade fører til det unikke ved de observerede solnedgange.
Blind bane. Nogle gange ser det ud til, at solen ikke går ned bag horisonten, men bag en eller anden usynlig linje placeret over horisonten. Dette fænomen observeres i fravær af nogen skyer i horisonten. Hvis du klatrer til toppen af bakken på dette tidspunkt, kan du observere et endnu mærkeligere billede: nu går Solen ned under horisonten, men på samme tid sol disk viser sig så at sige at være skåret af en vandret "blind stribe", hvis position i forhold til horisontlinjen forbliver uændret. Disse usædvanlige solnedgange kan ifølge øjenvidner ses i forskellige geografiske områder, for eksempel i landsbyen Bolshoy Kamen, Primorsky-territoriet og byen Sochi, Krasnodar-territoriet.
Dette billede observeres, hvis luften nær selve Jorden viser sig at være kold, og ovenover er der et lag af relativt varm luft. I dette tilfælde ændres luftens brydningsindeks med højden omtrent som vist på grafen; overgangen fra det nederste kolde luftlag til det varme, der ligger over det, kan føre til et ret kraftigt fald i brydningsindekset. For nemheds skyld antager vi, at dette fald sker brat, og at der derfor er en klart defineret grænseflade mellem de kolde og varme lag, der ligger i en vis højde h1 over jordens overflade. På figuren angiver nx luftens brydningsindeks i det kolde lag, og nt – i det varme lag nær grænsen til det kolde.
Luftens brydningsindeks adskiller sig meget lidt fra enhed, derfor for større klarhed, lodret akse Denne figur viser værdierne ikke for selve brydningsindekset, men af dets overskud i forhold til enhed, dvs. forskel n-1.
Billedet af ændringen i brydningsindekset vist i fig. 4b) blev brugt til at konstruere strålebanen i fig. 5, som viser en del af overfladen globus og et tilstødende lag kold luft af tykkelse hο.
Hvis du gradvist øger φ, startende fra nul, vil vinklen α2 også øges. Lad os antage, at ved en bestemt værdi φ = φ´ bliver vinklen α2 lig grænse vinkelαο , svarende til det komplette indre refleksion på grænsen mellem kolde og varme lag; i dette tilfælde sin α1 = 1. Vinklen αο svarer til stråle BA i figur 5; den danner en vinkel β = 90˚ - φ´ med vandret. Observatøren vil ikke modtage stråler, der kommer ind i det kolde lag på punkter, hvis vinkelhøjde over horisonten er mindre end vinkelhøjden af punkt B, dvs. mindre end vinklen β. Dette forklarer den blinde vinkel.
Grøn stråle. En grøn stråle er et meget effektivt blink. grønt lys, nogle gange observeret ved solnedgang og solopgang. Flash-varigheden er kun 1-2 sekunder. Fænomenet er som følger: hvis Solen går ned kl skyfri himmel, så med tilstrækkelig gennemsigtighed af luften, kan du nogle gange observere, hvordan det sidste synlige punkt på Solen hurtigt ændrer farve fra bleggul eller orangerød til lysegrøn. Ved solopgang kan det samme fænomen observeres, men med i omvendt rækkefølge skiftende farver.
Fremkomst grøn stråle kan forklares ved at tage højde for ændringen i brydningsindeks med lysfrekvens.
Typisk stiger brydningsindekset med stigende frekvens. Stråler med en højere brydningsfrekvens er stærkere. Det betyder, at blågrønne stråler undergår stærkere brydning sammenlignet med røde stråler.
Lad os antage, at der er lysbrydning i atmosfæren, men ingen spredning af lys. I dette tilfælde er den øvre og nederste kant solskiven nær horisonten skal farves i regnbuens farver. Lad i spektret sollys der er kun to farver - grøn og rød; Den "hvide" solskive kan ses i I dette tilfælde i form af grønne og røde skiver overlejret på hinanden. Lysets brydning i atmosfæren hæver den grønne skive over horisonten ind i højere grad end rød. Derfor skal observatøren se solnedgangen, som den er vist i fig. 6a). Den øverste kant af solskiven ville være grøn og den nederste kant rød; i den centrale del af skiven ville man iagttage en blanding af farver, dvs. en hvid farve ville blive observeret.
I virkeligheden kan man ikke ignorere spredningen af lys i atmosfæren. Det fører til, at stråler med en højere frekvens elimineres mere effektivt fra lysstrålen, der kommer fra Solen. Så den grønne kant på toppen af disken vil ikke være synlig, og hele disken vil se rødlig ud i stedet for hvid. Men hvis næsten hele solskiven er gået ud over horisonten, er kun dens øverste kant tilbage, og vejret er klart og roligt, luften er ren, så kan iagttageren i dette tilfælde se den lysegrønne kant af Solen sammen med en spredning af lyse grønne stråler
Kommunalt budget uddannelsesinstitution
"Kislovskaya gymnasiet" Tomsk-distriktet
Forskning
Emne: "Hvorfor er solnedgangen rød..."
(Lysspredning)
Arbejde udført: ,
elev af klasse 5A
Tilsynsførende;
kemilærer
1. Introduktion ………………………………………………………………… 3
2. Hoveddel………………………………………………………………4
3. Hvad er lys……………………………………………………………….. 4
Undersøgelsesemne– solnedgang og himmel.
Forskningshypoteser:
Solen har stråler, der farver himlen i forskellige farver;
Rød farve kan opnås under laboratorieforhold.
Relevansen af mit emne ligger i, at det vil være interessant og nyttigt for lytterne, fordi mange mennesker ser på det klare blå himmel, beundre det, og få ved, hvorfor det er så blåt om dagen og rødt ved solnedgang, og hvad der giver det sådan en farve.
2. Hoveddel
Ved første øjekast virker dette spørgsmål simpelt, men faktisk påvirker det dybe aspekter af lysets brydning i atmosfæren. Før du kan forstå svaret på dette spørgsmål, skal du have en idé om, hvad lys er..jpg" align="left" height="1 src=">
Hvad er lys?
Sollys er energi. Varmen fra solens stråler, fokuseret af linsen, bliver til ild. Lys og varme reflekteres af hvide overflader og absorberes af sorte. Derfor hvidt tøj koldere end sort.
Hvad er lysets natur? Den første person, der seriøst forsøgte at studere lys var Isaac Newton. Han mente, at lys består af korpuskulære partikler, der affyres som kugler. Men nogle karakteristika ved lys kunne ikke forklares med denne teori.
En anden videnskabsmand, Huygens, foreslog en anden forklaring på lysets natur. Han udviklede "bølge"-teorien om lys. Han mente, at lys dannede impulser eller bølger, på samme måde som en sten, der kastes i en dam, skaber bølger.
Hvilke synspunkter har videnskabsmænd i dag om lysets oprindelse? Det menes i øjeblikket, at lysbølger har egenskaber både partikler og bølger på samme tid. Der udføres eksperimenter for at bekræfte begge teorier.
Lys består af fotoner - vægtløse partikler uden masse, der bevæger sig med en hastighed på omkring 300.000 km/s og har bølgeegenskaber. Frekvens bølgesvingninger lys bestemmer dens farve. Derudover, jo højere svingningsfrekvensen er, jo kortere er bølgelængden. Hver farve har sin egen vibrationsfrekvens og bølgelængde. Hvidt sollys består af mange farver, der kan ses, når det brydes gennem et glasprisme.
1. Et prisme nedbryder lys.
2. Hvidt lys er komplekst.
Hvis man ser nøje på lysets passage igennem trekantet prisme, så kan man se, at nedbrydningen af hvidt lys begynder, så snart lyset passerer fra luften ind i glasset. I stedet for glas kan du bruge andre materialer, der er gennemsigtige for lys.
Det er bemærkelsesværdigt, at dette eksperiment har overlevet århundreder, og dets metodologi bruges stadig i laboratorier uden væsentlige ændringer.
dispersio (lat.) – spredning, spredning - spredning
I. Newtons eksperimenter med dispersion.
I. Newton var den første til at studere fænomenet lysspredning og betragtes som et af hans vigtigste videnskabelige meritter. Ikke så mærkeligt på hans gravsten, rejst i 1731 og dekoreret med figurer af unge mænd, der holder hans emblemer i hænderne store opdagelser, en figur holder et prisme, og inskriptionen på monumentet indeholder ordene: "Han undersøgte forskellen i lysstråler og de forskellige egenskaber, der dukkede op på samme tid, som ingen tidligere havde haft mistanke om." Det sidste udsagn er ikke helt korrekt. Spredning var kendt tidligere, men den blev ikke undersøgt i detaljer. Mens han forbedrede teleskoper, bemærkede Newton, at billedet produceret af linsen var farvet i kanterne. Ved at undersøge kanter farvet af brydning gjorde Newton sine opdagelser inden for optik.
Synligt spektrum
Når strålen er nedbrudt hvid der dannes et spektrum i prismet, hvori stråling af forskellige bølgelængder brydes under forskellige vinkler. Farver, der indgår i spektret, det vil sige de farver, der kan frembringes af lysbølger af en bølgelængde (eller et meget snævert område), kaldes spektralfarver. Primære spektralfarver (med ordentligt navn), samt emissionsegenskaberne for disse farver, er præsenteret i tabellen:
Hver "farve" i spektret skal matches med en lysbølge af en vis længde
Den enkleste idé om spektret kan fås ved at se på en regnbue. Hvidt lys, brudt i vanddråber, danner en regnbue, da det består af mange stråler i alle farver, og de brydes forskelligt: røde er de svageste, blå og violette er stærkest. Astronomer studerer spektrene fra Solen, stjernerne, planeterne og kometerne, da der kan læres meget af spektrene.
Nitrogen" href="/text/category/azot/" rel="bookmark">nitrogen. Rødt og blåt lys interagerer forskelligt med oxygen. Da bølgelængden af blåt omtrent svarer til størrelsen af et oxygenatom og på grund af dette blå lys er spredt af ilt i forskellige sider, mens rødt lys roligt passerer gennem det atmosfæriske lag. Faktisk spredes endnu mere i atmosfæren lilla lys, dog er det menneskelige øje mindre følsomt over for det end over for blåt lys. Resultatet er, at det menneskelige øje fanger blåt lys spredt af ilt fra alle sider, hvorfor himlen fremstår blå for os.
Uden en atmosfære på Jorden ville Solen fremstå for os som en lysende hvid stjerne, og himlen ville være sort.
0 " style="border-collapse:collapse;border:none">
Usædvanlige fænomener
https://pandia.ru/text/80/039/images/image008_21.jpg" alt=" Polarlys" align="left" width="140" height="217 src="> Auroras Siden oldtiden har folk beundret det majestætiske billede af nordlys og undret sig over deres oprindelse. En af de tidligste omtaler af nordlys findes hos Aristoteles. I hans "Meteorology", skrevet for 2300 år siden, kan du læse: "Nogle gange på klare nætter observeres mange fænomener på himlen - huller, huller, blodrød farve ...
Det ser ud til, at der brænder ild."
Hvorfor bølger en klar stråle om natten?
Hvilken tynd flamme spreder sig ind i himmelhvælvingen?
Som et lyn uden truende skyer
Stræber fra jorden til zenit?
Hvordan kan det være, at en frossen kugle
Var der ild midt om vinteren?
Hvad er nordlys? Hvordan er det dannet?
Svar. Aurora er en selvlysende glød, der er et resultat af interaktionen mellem ladede partikler (elektroner og protoner), der flyver fra solen med atomer og molekyler jordens atmosfære. Forekomsten af disse ladede partikler i visse områder af atmosfæren og i visse højder er resultatet af interaktion solvind Med magnetfelt Jorden.
Aerosol" href="/text/category/ayerozolmz/" rel="bookmark">aerosol spredning af støv og fugt, disse er hovedårsagen til nedbrydning solrig farve(varians). I zenit-positionen forekommer indfaldet af solens stråle på luftens aerosolkomponenter næsten i en ret vinkel, deres lag mellem observatørens øjne og solen er ubetydeligt. Jo lavere solen går ned til horisonten, jo mere øges lagtykkelsen atmosfærisk luft og mængden af aerosolsuspension deri. Solens stråler, i forhold til observatøren, ændrer indfaldsvinklen på suspenderede partikler, og derefter observeres spredning af sollys. Så, som nævnt ovenfor, består sollys af syv primære farver. Hver farve er ligesom elektromagnetisk bølge, har sin egen længde og evne til at sprede sig i atmosfæren. Spektrets primære farver er arrangeret i rækkefølge på en skala, fra rød til violet. Mindst evne Den røde farve er modtagelig for spredning (og derfor absorption) i atmosfæren. Med fænomenet spredning bliver alle farver, der følger rødt på skalaen, spredt af komponenterne i aerosolsuspensionen og absorberet af dem. Observatøren ser kun rød farve. Det betyder, at jo tykkere lag af atmosfærisk luft er, jo højere densitet af det suspenderede stof, jo flere stråler i spektret vil blive spredt og absorberet. Berømt et naturfænomen: efter det kraftige udbrud af Krakatoa-vulkanen i 1883, i forskellige steder planet, blev der i flere år observeret usædvanligt lyse, røde solnedgange. Dette forklares med den kraftige frigivelse af vulkansk støv til atmosfæren under udbruddet.
Jeg tror, at min forskning ikke slutter her. Jeg har stadig spørgsmål. Jeg vil vide:
Hvad sker der, når lysstråler passerer gennem forskellige væsker og opløsninger;
Hvordan lys reflekteres og absorberes.
Efter at have afsluttet dette arbejde, blev jeg overbevist om, hvor mange fantastiske og nyttige ting der er til praktiske aktiviteter kan involvere fænomenet lysbrydning. Det var dette, der tillod mig at forstå, hvorfor solnedgangen er rød.
Litteratur
1. , Fysik. Kemi. 5-6 klasser Lærebog. M.: Bustard, 2009, s.106
2. Damaskstålfænomener i naturen. M.: Uddannelse, 1974, 143 s.
3. "Hvem laver regnbuen?" – Kvant 1988, nr. 6, s. 46.
4. Newton I. Forelæsninger om optik. Tarasov i naturen. – M.: Uddannelse, 1988
Internetressourcer:
1. http://potomi. ru/ Hvorfor er himlen blå?
2. http://www. voprosy-kak-i-pochemu. ru Hvorfor er himlen blå?
3. http://expirience. ru/category/education/
Vi er alle vant til, at himlens farve er en variabel egenskab. Tåge, skyer, tidspunkt på dagen - alt påvirker farven på kuplen over hovedet. Dets daglige skift optager ikke hovedet hos de fleste voksne, hvilket ikke kan siges om børn. De undrer sig konstant over, hvorfor himlen fysisk er blå, eller hvad der gør en solnedgang rød. Lad os prøve at forstå disse ikke så enkle spørgsmål.
Foranderlig
Det er værd at starte med at besvare spørgsmålet om, hvad himlen egentlig repræsenterer. I antikke verden det blev virkelig set som en kuppel, der dækkede Jorden. I dag er der dog næppe nogen, der ved, at uanset hvor højt den nysgerrige opdagelsesrejsende rejser sig, vil han ikke være i stand til at nå denne kuppel. Himlen er ikke en ting, men derimod et panorama, der åbner sig, når det ses fra planetens overflade, en slags udseende vævet af lys. Desuden, hvis du observerer fra forskellige punkter, kan det se anderledes ud. Så fra at hæve sig over skyerne åbner der sig en helt anden udsigt end fra jorden på dette tidspunkt.
En klar himmel er blå, men så snart der kommer skyer ind, bliver den grå, blyholdig eller snavset hvid. Nattehimlen er sort, nogle gange kan du se rødlige områder på den. Dette er afspejlingen af byens kunstige belysning. Årsagen til alle sådanne ændringer er lys og dets interaktion med luft og partikler. forskellige stoffer i ham.
Farvens natur
For at besvare spørgsmålet om, hvorfor himlen er blå fra et fysisk synspunkt, skal vi huske, hvad farve er. Dette er en bølge af en vis længde. Lys, der kommer fra Solen til Jorden, ses som hvidt. Det har været kendt siden Newtons eksperimenter, at det er en stråle af syv stråler: rød, orange, gul, grøn, blå, indigo og violet. Farver er forskellige i bølgelængde. Det rød-orange spektrum inkluderer bølger, der er de mest imponerende i denne parameter. dele af spektret er karakteriseret ved korte bølgelængder. Nedbrydningen af lys til et spektrum sker, når det kolliderer med molekyler af forskellige stoffer, og nogle af bølgerne kan absorberes, og nogle kan spredes.
Undersøgelse af årsagen
Mange videnskabsmænd har forsøgt at forklare, hvorfor himlen er blå med hensyn til fysik. Alle forskere søgte at opdage et fænomen eller en proces, der spreder lys i planetens atmosfære på en sådan måde, at det kun er blåt lys, der når os. De første kandidater til rollen som sådanne partikler var vand. Det blev antaget, at de absorberer rødt lys og transmitterer blåt lys, og som et resultat ser vi en blå himmel. Efterfølgende beregninger viste dog, at mængden af ozon, iskrystaller og vanddampmolekyler i atmosfæren ikke er nok til at give himlen en blå farve.
Årsagen er forurening
På næste fase Forskning af John Tyndall antydede, at støv spiller rollen som de ønskede partikler. Blåt lys har den største modstand mod spredning, og er derfor i stand til at passere gennem alle lag af støv og andre suspenderede partikler. Tindall udførte et eksperiment, der bekræftede hans antagelse. Han skabte en smogmodel i laboratoriet og oplyste den med skarpt hvidt lys. Smogen fik en blå farvetone. Videnskabsmanden lavede en utvetydig konklusion fra sin forskning: himlens farve bestemmes af støvpartikler, det vil sige, hvis jordens luft var ren, ville himlen over folks hoveder ikke lyse blåt, men hvidt.
Herrens forskning
Det sidste punkt på spørgsmålet om, hvorfor himlen er blå (fra et fysiksynspunkt) blev stillet af den engelske videnskabsmand, Lord D. Rayleigh. Han beviste, at det ikke er støv eller smog, der farver rummet over vores hoveder i den skygge, vi kender. Det er i selve luften. Gasmolekyler absorberer de fleste og primært de længste bølgelængder, svarende til rød. Det blå forsvinder. Det er netop sådan, vi i dag forklarer farven på den himmel, vi ser i klart vejr.
De, der er opmærksomme, vil bemærke, at efter videnskabsmænds logik skal kuplen over hovedet være lilla, da denne farve har den korteste bølgelængde i det synlige område. Dette er dog ikke en fejl: Andelen af violet i spektret er meget mindre end blå, og menneskelige øjne er mere følsomme over for sidstnævnte. Faktisk er den blå, vi ser, resultatet af at blande blå med violet og nogle andre farver.
Solnedgange og skyer
Det ved alle i anden tid dage du kan se anden farve himmel. Billeder af smukke solnedgange over havet eller søen er en perfekt illustration af dette. Alle slags nuancer af rød og gul kombineret med blå og mørkeblå gør et sådant skue uforglemmeligt. Og det forklares med den samme spredning af lys. Faktum er, at under solnedgang og daggry skal solens stråler rejse en meget længere vej gennem atmosfæren end på højden af dagen. I dette tilfælde er lyset fra den blågrønne del af spektret spredt i forskellige retninger, og skyer, der ligger nær horisonten, bliver farvet i røde nuancer.
Når himlen bliver overskyet, ændrer billedet sig fuldstændig. ude af stand til at overvinde det tætte lag, og mest af de når simpelthen ikke jorden. De stråler, der nåede at passere gennem skyerne, mødes med vanddråber af regn og skyer, som igen forvrænger lyset. Som et resultat af alle disse transformationer når hvidt lys jorden, hvis skyerne er små i størrelse, og gråt lys, når himlen er dækket af imponerende skyer, der absorberer en del af strålerne for anden gang.
Andre himmelstrøg
Det er interessant på andre planeter solsystem Når man ser det fra overfladen, kan man se en himmel, der er meget anderledes end på Jorden. På rumobjekter berøvet atmosfæren, når solens stråler frit overfladen. Som et resultat heraf er himlen sort uden nogen skygge. Dette billede kan ses på Månen, Merkur og Pluto.
Marshimlen har en rød-orange nuance. Årsagen til dette ligger i støvet, der fylder planetens atmosfære. Hun er malet ind forskellige nuancer rød og orange. Når Solen stiger op over horisonten, bliver Mars-himlen lyserød-rød, mens området umiddelbart omkring armaturets skive ser blåt eller endda violet ud.
Himlen over Saturn har samme farve som på Jorden. Akvamarin himmel strækker sig over Uranus. Årsagen ligger i metan-disen placeret i de øvre planeter.
Venus er skjult for forskernes øjne af et tæt lag af skyer. Det tillader ikke stråler fra det blågrønne spektrum at nå planetens overflade, så himlen her er gul-orange med en grå stribe langs horisonten.
At udforske rummet over hovedet i løbet af dagen afslører ikke mindre vidundere end at studere stjernehimlen. At forstå de processer, der foregår i skyerne og bag dem, hjælper med at forstå årsagen til ting, der er ganske velkendte for den gennemsnitlige person, som dog ikke alle kan forklare med det samme.
Hvorfor er himlen blå? Det er svært at finde et svar på så simpelt et spørgsmål. Mange videnskabsmænd knoklede deres hjerner på jagt efter et svar. Den bedste løsning problemer foreslået for omkring 100 år siden engelsk fysiker Lord John Rayleigh.
Solen udsender blændende rent hvidt lys. Det betyder, at farven på himlen skal være den samme, men den er stadig blå. Hvad sker der med hvidt lys i jordens atmosfære?
Hvidt lys er en blanding af farvede stråler. Ved hjælp af et prisme kan vi lave en regnbue.
Prismet deler den hvide stråle i farvede striber:
■Rød
■orange
■ Gul
■ Grøn
■ Blå
■ Blå
■ Lilla
Ved at kombinere sammen danner disse stråler igen hvidt lys. Det kan antages, at sollys først opdeles i farvede komponenter. Så sker der noget, og kun blå stråler når Jordens overflade.
Så hvorfor er himlen blå?
Der er flere mulige forklaringer. Luften omkring Jorden er en blanding af gasser: nitrogen, oxygen, argon og andre. Der er også vanddamp og iskrystaller i atmosfæren. Støv og andre partikler er suspenderet i luften fine partikler. I de øverste lag af atmosfæren er der et lag af ozon. Kan dette være årsagen? Nogle videnskabsmænd troede, at ozon- og vandmolekyler absorberer røde stråler og transmitterer blå. Men det viste sig, at der simpelthen ikke var nok ozon og vand i atmosfæren til at farve himlen blå.
I 1869 en englænder John Tindall foreslog, at støv og andre partikler sprede lys. Blåt lys spreder sig ind mindste grad og passerer gennem lag af sådanne partikler og når jordens overflade. I sit laboratorium skabte han en model af smog og oplyste den med en klar hvid stråle. Smogen blev dyb blå. Tindall besluttede, at hvis luften var helt klar, så ville intet sprede lyset, og vi kunne beundre den lyse hvide himmel. Lord Rayleigh støttede også denne idé, men ikke længe. I 1899 offentliggjorde han sin forklaring:
Det er luft, ikke støv eller røg, der farver himlen blå.
Hovedteorien om himlens blå farve
Nogle af solens stråler passerer mellem gasmolekyler uden at kollidere med dem og når jordens overflade uændret. Den anden, større del absorberes af gasmolekyler. Når fotoner absorberes, bliver molekyler exciterede, det vil sige, at de bliver ladet med energi, og udsender det derefter i form af fotoner. Disse sekundære fotoner har forskellige længder bølger og kan være enhver farve - fra rød til lilla. De spreder sig i alle retninger: mod Jorden og mod Solen og til siderne. Lord Rayleigh foreslog, at farven på den udsendte stråle afhænger af overvægten af kvanter af en eller anden farve i strålen. Når et gasmolekyle kolliderer med fotoner af solstråler, er der otte blå kvanter pr. sekundær rød kvante.
Hvad er resultatet? Intens blåt lys strømmer bogstaveligt talt ned over os fra alle retninger fra milliarder af gasmolekyler i atmosfæren. Dette lys har fotoner af andre farver blandet i, så det er ikke rent blåt.
Hvorfor er solnedgangen så rød?
Himlen er dog ikke altid blå. Spørgsmålet opstår naturligvis: hvis vi ser hele dagen blå himmel hvorfor er solnedgangen rød? Rød farve er den mindst spredte af gasmolekyler. Under solnedgang nærmer Solen sig horisonten og Solstråle rettet mod Jordens overflade ikke lodret, som om dagen, men i en vinkel.
Derfor er vejen den tager gennem atmosfæren meget desuden at det foregår om dagen, når Solen står højt. På grund af dette absorberes det blå-blå spektrum i et tykt lag af atmosfæren og når ikke Jorden. Og længere lysbølger i det rød-gule spektrum når jordens overflade og farver himlen og skyerne i de røde og gule farver, der er karakteristiske for solnedgang.
Videnskabelig forklaring
Ovenfor gav vi svaret sammenlignende i et enkelt sprog. Nedenfor citerer vi begrundelsen vha videnskabelige termer og formler.
Uddrag fra Wiki:
Grunden til at himlen ser blå ud, er fordi luften spreder kortbølget lys mere end langbølget lys. Intensiteten af Rayleigh-spredning, forårsaget af fluktuationer i antallet af molekyler af luftgasser i volumener svarende til lysets bølgelængder, er proportional med 1/λ 4, λ er bølgelængden, dvs. det violette område synligt spektrum spreder sig cirka 16 gange mere intenst end rødt. Fordi blåt lys har en kortere bølgelængde, i slutningen af det synlige spektrum, er det spredt mere ud i atmosfæren end rødt lys. På grund af dette har den del af himlen uden for solens retning en blå farve (men ikke violet, da solspektrum ujævn og intensiteten af den violette farve i den er mindre, og også på grund af øjets mindre følsomhed over for lilla farve og mere til blå, hvilket irriterer ikke kun dem, der er følsomme overfor blå farve kegler i nethinden, men også følsomme over for røde og grønne stråler).
Under solnedgang og daggry bevæger lyset sig tangentielt til jordens overflade, så den vej, som lyset i atmosfæren rejser, bliver meget længere end om dagen. På grund af dette er det meste af det blå og endda grønne lys spredt fra direkte sollys, så solens direkte lys, såvel som de skyer, den oplyser, og himlen nær horisonten, er farvet røde.
Sandsynligvis, med en anden sammensætning af atmosfæren, for eksempel på andre planeter, kan himlens farve, herunder ved solnedgang, være anderledes. For eksempel er farven på himlen på Mars rødlig pink.
Spredning og absorption er hovedårsagerne til svækkelsen af lysintensiteten i atmosfæren. Spredning varierer som funktion af forholdet mellem diameteren af spredningspartiklerne og lysets bølgelængde. Når dette forhold er mindre end 1/10, sker der Rayleigh-spredning, hvor spredningskoefficienten er proportional med 1/λ4. Ved større værdier af forholdet mellem størrelsen af spredningspartiklerne og bølgelængden ændres spredningsloven ifølge Gustave Mie-ligningen; når dette forhold er større end 10, anvendes lovene for geometrisk optik med tilstrækkelig nøjagtighed til praksis.
Himlens skønhed er blevet skildret mere end én gang af kunstnere, beskrevet af forfattere og digtere, selv folk, der er meget langt fra kunsten, stirrer ind i denne dragende afgrund, beundrer den, og finder hverken ord eller tilstrækkelige følelser til at udtrykke de følelser, der rører sjæl og sind. Højderne tiltrækker en person i enhver rolle, den er smuk med sin krystalblå overflade, ikke mindre attraktiv er dens sydende strømme af hvidgrå skyer, erstattet af lyse indeslutninger af cirrusskyer eller frodige cumulus "lam". Og uanset hvor melankolsk den overskyede himmel kan se ud, omslutter med sin dybde, øredøvende og trykkende med hele sin masse, forårsager den også en storm af følelser og oplevelser, der bringer tankerne til en særlig bølge.
Skønhed ses af beskueren
Hver person opfatter verden forskelligt. For nogle er den dyster og grå, mens andre tværtimod kun ser en blomstrende, grøn planet fuld af farver. Vi vurderer også himlen over vores hoveder forskelligt. Hvis vi tager hensyn til en person med almindelig farveopfattelse, vil han se himlen, som den almindeligvis betragtes - blå, grå, lyserød ved solnedgang, røggrå ved daggry.
Faktisk er disse farver kun hvad vores øjne og hjerne er i stand til at formidle til os. Det er nemmest for menneskelige øjne at opfatte en overskyet himmel som grå. I klart vejr har vi endeløse azurblå overhead, men i virkeligheden er den atmosfæriske kuppel tættere på violet nuance, hvis man ser det fra Jorden.
I denne publikation vil vi finde ud af, hvorfor himlen er grå på en overskyet dag, og hvad der bestemmer farvemætningen af denne farve; vi vil også finde ud af, hvordan dens farve ændrer sig i løbet af dagen og året, og hvad der påvirker disse processer.
Bundløst hav ovenover
Over territoriet europæiske lande Himlen i den varme årstid forbløffer normalt med sin rigdom. Nogle gange kan man sige om den, at den er blå-blå. Men hvis vi afsætter mindst en dag til, hvad der sker over vores hoveder og nøje observerer naturlige processer, så kan du mærke en farvegradation, som ændrer sig meget fra det øjeblik, solen står op, til det øjeblik den går helt ned.
Om sommeren virker himlen så klar og visuelt høj på grund af lav luftfugtighed, mangel på stor mængde skyer, der akkumulerer vand gradvist falder tættere på jorden. I klart vejr ser vores blik ikke engang hundredvis af meter frem, men i en afstand af 1-1,5 km. Det er derfor, vi opfatter himlen som høj og lys - fraværet af interferens i lysstrålernes vej i atmosfæren sikrer, at de ikke brydes, og øjnene opfatter dens farve som blå.
Hvorfor skifter himlen farve
Denne ændring er beskrevet af videnskaben, dog ikke så malerisk som af forfattere, og kaldes diffus stråling fra himlen. Taler i et enkelt og tilgængeligt sprog for læseren, kan processerne med farvedannelse på himlen forklares som følger. Lyset, som solen udsender, passerer gennem luftlaget rundt om Jorden, som spreder det. Denne proces foregår mere simpelt med kortlange bølger. Under maksimal stigning himmelsk legeme over vores planet, på et punkt uden for dens retning, vil den lyseste og mest mættede blå farve blive observeret.
Men når solen går ned eller står op, bevæger dens stråler tangentielt til jordens overflade, lyset, der udsendes af dem, skal rejse mere langt træk, hvilket betyder, at de spredes i luften i langt højere grad end om dagen. Som et resultat opfatter en person himlen i lyserøde og røde farver om morgenen og aftenen. Dette fænomen er mest synligt, når der er en overskyet himmel over os. Skyer og skyer bliver så meget lyse, skæret fra den nedgående sol farver dem fantastisk
Stormstål
Men hvad er en overskyet himmel? Hvorfor bliver det sådan? Dette fænomen er et af led i naturens vandkredsløb. Stiger opad i form af damp, vandpartikler kommer ind i det atmosfæriske lag med en lavere temperatur. Akkumulerer og køler videre høj højde, de forbinder med hinanden og bliver til dråber. I det øjeblik, hvor disse partikler stadig er meget små, dukker smukke hvide cumulusskyer op for vores øjne. Men jo større dråberne bliver, jo mere gråt er der i skyerne.
Nogle gange kan du, når du ser på himlen, gennem hvilken disse enorme "lam" flyder, se, at en del af dem er malet grå, mens andre endda får en tordnende stålnuance. Denne transformation forklares ved, at dråber i skyer har forskellige størrelser og form, hvorfor de bryder lyset forskelligt. Når himlen er helt overskyet, er den helt malet i musede gråtoner, kun hvidt lys når os.
Store røgfyldte vidder
Der er dage, hvor den grå overskyede himmel ikke har en eneste lysning. Dette sker, når koncentrationen af skyer og skyer er meget høj, de omslutter hele det visuelle rum ovenfor. Nogle gange opfattes de som en enorm presserende masse, klar til at kollapse på dit hoved. Desuden er dette fænomen mest karakteristisk påvist i efteråret og vinteren, når lufttemperaturen er lav, men luftfugtigheden er tværtimod høj og er på niveauet 80-90%.
På sådanne dage er skyerne meget tæt på jordens overflade; de er kun placeret hundrede eller to meter fra den. Beskrivelsen af en overskyet himmel har ofte melankolske og depressive toner, og det hænger højst sandsynligt netop sammen med de fornemmelser, der opstår, når du føler dig alene med denne dystre kolos, klar til at falde over dig med regn og kulde.
Men alt kunne have været anderledes...
Hvilke toner himlen spiller afhænger af intensiteten lys stråling og bølgelængder, der når planeten, så om vinteren selv i klare dage den er gråblå. Men jo tættere foråret er, og jo højere solen er, jo lysere er dens blå, især på dage, hvor disen i den øvre atmosfære, som forvrænger lyset, forsvinder.
Forskere har fundet ud af, at himlen på andre planeter måske ikke har de blå og blå farver, vi er vant til. grå farver, på Mars, for eksempel, er den lyserød selv på højden af dagslys.