Taeva ilu on rohkem kui korra kujutanud kunstnikud, kirjeldanud kirjanikud ja poeedid, isegi kunstikauged inimesed vaatavad sellesse ahvatlevasse kuristikku, imetlevad seda, leidmata ei sõnu ega piisavalt emotsioone, et väljendada neid tundeid, mis segavad. hing ja mõistus. Kõrgused meelitavad inimest igas rollis, see on ilus oma kristallsinise pinnaga, mitte vähem atraktiivsed pole selle kiisuvad valge-halli pilvejoad, mida asendavad kerged rünkpilvede lisandid või lopsakad rünkpilvede "talled". Ja ükskõik kui melanhoolne pilvine taevas ka välja ei näeks, haarates endasse oma sügavusega, kõrvulukustav ja rõhuv kogu massiga, tekitab see ka emotsioonide ja elamuste tormi, viies mõtted erilisele lainele.
Ilu näeb vaataja
Iga inimene tajub maailma erinevalt. Mõne jaoks on see sünge ja hall, teised, vastupidi, näevad ainult õitsevat, rohelist planeeti, mis on täis värve. Ka meie pea kohal olevat taevast hindame erinevalt. Kui võtta arvesse tavalise värvitajuga inimest, siis ta näeb taevast nii, nagu seda tavaliselt peetakse – sinist, halli, päikeseloojangul roosakat, koidikul suitsuhalli.
Tegelikult on need värvid ainult need, mida meie silmad ja aju suudavad meile edastada. Pilvist taevast on inimese silmadel kõige lihtsam hallina tajuda. Selge ilmaga on meil pea kohal lõputult taevasinine, kuid tegelikult on atmosfäärikuppel lähemal violetne varjund, kui seda Maa pealt vaadata.
Sellest väljaandest saame teada, miks on taevas pilvisel päeval hall ja mis määrab selle värvi küllastuse, samuti saame teada, kuidas selle värvus päeva ja aasta jooksul muutub ning mis neid protsesse mõjutab.
Üleval põhjatu ookean
Territooriumi kohal Euroopa riigid Tavaliselt hämmastab taevas soojal aastaajal oma rikkalikkusega, mõnikord võib selle kohta öelda, et see on sini-sinine. Kui aga pühendada vähemalt üks päev sellele, mis meie peade kohal toimub ja tähelepanelikult jälgida looduslikud protsessid, siis on märgata värvide gradatsiooni, mis muutub väga palju alates hetkest, mil päike tõuseb kuni hetkeni, mil see täielikult loojub.
Suvel tundub taevas nii selge ja visuaalselt kõrge madala õhuniiskuse, puudumise tõttu suur kogus pilved, mis vett kogudes laskuvad järk-järgult maapinnale lähemale. Selge ilmaga ei vaata meie pilk isegi mitte sadade meetrite taha, vaid 1-1,5 km kaugusele. Seetõttu tajume taevast kõrge ja heledana - atmosfääri valguskiirte tee häirete puudumine tagab, et need ei murdu ja silmad tajuvad selle värvi sinisena.
Miks taevas värvi muudab
Seda muutust kirjeldab teadus, kuigi mitte nii maaliliselt kui kirjanikud, ja seda nimetatakse taeva hajuskiirguseks. Lihtsas ja lugejale ligipääsetavas keeles rääkides saab värvide kujunemise protsesse taevas selgitada järgmiselt. Päikese kiirgav valgus läbib Maad ümbritseva õhukihi, mis selle hajutab. See protsess toimub lihtsamalt lühikeste lainete puhul. Maksimaalse tõusu ajal taevakeha meie planeedi kohal, väljaspool selle suunda asuvas punktis, täheldatakse kõige heledamat ja küllastunud sinist värvi.
Kui aga päike loojub või tõuseb, liiguvad selle kiired tangentsiaalselt Maa pinnale, nende kiirgav valgus peab liikuma rohkem pikamaa, mis tähendab, et nad hajuvad õhus palju suuremal määral kui päeval. Selle tulemusena tajub inimene hommikul ja õhtul taevast roosa ja punase värviga. See nähtus on kõige paremini nähtav siis, kui meie kohal on pilvine taevas. Pilved ja pilved muutuvad siis väga heledaks, loojuva päikese sära värvib need vapustavalt
Tormterasest
Aga mis on pilvine taevas? Miks see selliseks muutub? See nähtus on üks looduse veeringe lülidest. Auru kujul ülespoole tõustes satuvad veeosakesed madalama temperatuuriga atmosfäärikihti. Kogunemine ja jahutamine sisse suur kõrgus, ühendavad nad omavahel, muutudes tilkadeks. Sel hetkel, kui need osakesed on veel väga väikesed, paistavad meie silmadesse ilusad valged rünkpilved. Mida suuremaks aga piisad muutuvad, seda rohkem on pilvedes halli.
Mõnikord, vaadates taevast, mille kaudu need tohutud "talled" ujuvad, näete, et üks osa neist on värviline halli värvi, teised omandavad isegi teraselt äikeselise tooni. Seda transformatsiooni seletatakse asjaoluga, et pilvedes on tilgad erinevad suurused ja kuju, mistõttu nad murravad valgust erinevalt. Kui taevas on täiesti pilves, on see üleni hiirhallides toonides, meieni jõuab ainult valge valgus.
Tohutud suitsused avarused
On päevi, mil hallis pilves taevas pole ainsatki selginemist. See juhtub siis, kui pilvede ja pilvede kontsentratsioon on väga kõrge, need ümbritsevad kogu ülaltoodud visuaalset ruumi. Mõnikord tajutakse neid tohutu rõhuva massina, mis on valmis teie pea peale kokku kukkuma. Veelgi enam, see nähtus ilmneb kõige iseloomulikumalt sügisel ja talvel, kui õhutemperatuur on madal, kuid õhuniiskus on vastupidi kõrge ja on 80–90%.
Sellistel päevadel on pilved väga lähedal maa pind, asuvad nad sellest vaid saja-kahe meetri kaugusel. Pilvise taeva kirjelduses on sageli melanhoolseid ja depressiivseid noote ning see on tõenäoliselt seotud just nende aistingutega, mis tekivad, kui tunnete end selle sünge kolossiga üksi, olles valmis vihma ja külmaga teile peale kukkuma.
Aga kõik oleks võinud olla teisiti...
Milliseid toone taevas mängib, sõltub intensiivsusest valguskiirgus ja planeedile jõudvad lainepikkused, nii et talvel isegi aastal selged päevad see on hallikassinine. Kuid mida lähemal on kevad ja mida kõrgemal päike asub, seda heledam on tema sinine, eriti päevadel, mil udu hajub. ülemised kihid atmosfäär, mis moonutab valgust.
Teadlased on avastanud, et teistel planeetidel ei pruugi taevas olla sellist sinist ja sinist värvi, millega oleme harjunud. hallid värvid, näiteks Marsil on see roosa isegi päevavalguse kõrgusel.
Kui tuul heidab kauni sinise taeva kohale valge koheva läbipaistva keebi, hakkavad inimesed üha sagedamini pilku tõstma. Kui samal ajal paneb selga ka suure halli hõbedaste vihmalõngadega kasuka, siis ümberkaudsed varjuvad selle eest vihmavarjude alla. Kui riietus on tume lilla, siis istuvad kõik kodus ja tahavad näha päikesepaistelist sinist taevast.
Ja alles siis, kui ilmub selline kauaoodatud päikesepaisteline sinine taevas, mis paneb särama sinine kleit, kaunistatud kuldsete päikesekiirtega, inimesed rõõmustavad ja naeratades lahkuvad oma kodudest hea ilma ootuses.
Küsimus, miks taevas on sinine, on inimmõistusi vaevanud juba ammusest ajast. Kreeka legendid on leidnud vastuse. Nad väitsid, et selle varju andis talle puhtaim mäekristall.
Leonardo da Vinci ja Goethe ajal otsisid nad vastust ka küsimusele, miks taevas on sinine. Nad uskusid, et taeva sinine värv saadakse valguse segamisel pimedusega. Kuid hiljem lükati see teooria ümber kui vastuvõetamatu, kuna selgus, et neid värve kombineerides saate ainult halli spektri toone, kuid mitte värvi.
Mõne aja pärast püüdsid vastust küsimusele, miks taevas on sinine, 18. sajandil selgitada Marriott, Bouguer ja Euler. Nad uskusid, et see oli õhu moodustavate osakeste loomulik värv. See teooria oli populaarne isegi järgmise sajandi alguses, eriti kui see kindlaks tehti vedel hapnik– sinine ja vedel osoon – sinised toonid.
Esimesena tuli enam-vähem mõistlikule ideele Saussure, kes pakkus, et kui õhk oleks täiesti puhas, ilma lisanditeta, osutub taevas mustaks. Aga kuna atmosfäär sisaldab erinevaid elemente(näiteks auru- või veepiisad), siis annavad need värvi peegeldades taevale soovitud tooni.
Pärast seda hakkasid teadlased tõele üha lähemale jõudma. Arago avastas polarisatsiooni, ühe taevast põrkuva hajutatud valguse tunnuse. Füüsika aitas teadlast kindlasti selles avastuses. Hiljem hakkasid vastust otsima teised teadlased. Samas huvitas teadlasi niivõrd küsimus, miks taevas on sinine, et selle väljaselgitamiseks viidi läbi tohutul hulgal erinevaid katseid, millest tekkis mõte, et peamine põhjus välimus sinine värv on see, et meie päikesekiired on atmosfääris lihtsalt hajutatud.
Selgitus
Esimesena lõi matemaatiliselt põhineva vastuse molekulaarse valguse hajumise kohta Briti teadlane Rayleigh. Ta oletas, et valgus hajub mitte atmosfääris leiduvate lisandite, vaid õhumolekulide endi tõttu. Tema teooria töötati välja – ja sellele järeldusele jõudsid teadlased.
Päikesekiired jõuavad Maale läbi selle atmosfääri (paks õhukiht), planeedi niinimetatud õhuümbrise. Tume taevas on täielikult täidetud õhuga, mis vaatamata sellele, et on täiesti läbipaistev, ei ole tühi, vaid koosneb gaasimolekulidest - lämmastik (78%) ja hapnik (21%), samuti veepiiskadest, aurudest, jääkristallidest ja väikestest tükid kõva materjal(näiteks tolmuosakesed, tahm, tuhk, ookeani sool ja nii edasi.).
Mõnel kiirel õnnestub gaasimolekulide vahel vabalt läbida, neist täielikult mööda minnes, ja jõuda seetõttu muutusteta meie planeedi pinnale, kuid enamik kiiri põrkab kokku gaasimolekulidega, mis erutuvad, saavad energiat ja vabanevad erinevad küljed mitmevärvilised kiired, mis värvivad taeva täielikult, mille tulemusena näeme päikesepaistelist sinist taevast.
Valge valgus ise koosneb kõigist vikerkaarevärvidest, mida võib sageli näha, kui see osadeks jagada. Juhtub nii, et õhumolekulid hajutavad kõige rohkem sinist ja violetset värvi, kuna need on spektri lühim osa, kuna neil on kõige lühem lainepikkus.
Kui segada atmosfääris sinine ja lillad lilled vähese punase, kollase ja rohelisega hakkab taevas siniseks “helendama”.
Kuna meie planeedi atmosfäär ei ole homogeenne, vaid pigem erinev (Maapinna lähedal on see tihedam kui ülal), on sellel erinev struktuur ja omadusi, võime jälgida siniseid toone. Enne päikeseloojangut või päikesetõusu, kui päikesekiirte pikkus oluliselt suureneb, on sinine ja violetne värv atmosfääris hajutatud ega jõua meie planeedi pinnale absoluutselt. Kollased-punased lained, mida me sel perioodil taevas jälgime, jõuavad edukalt kohale.
Öösel, kui päikesekiired ei jõua planeedi kindlale küljele, muutub sealne atmosfäär läbipaistvaks ja me näeme “musta” ruumi. Täpselt nii näevad seda atmosfääri kohal asuvad astronaudid. Väärib märkimist, et astronautidel vedas, sest kui nad on maapinnast kõrgemal kui 15 km, saavad nad päeval samaaegselt jälgida Päikest ja tähti.
Taeva värvus teistel planeetidel
Kuna taeva värvus sõltub suuresti atmosfäärist, siis pole selles üllatav erinevad planeedid seda erinevad värvid. Huvitav on see, et Saturni atmosfäär on sama värvi kui meie planeedil.
Uraani taevas on väga ilusat akvamariini värvi. Selle atmosfäär koosneb peamiselt heeliumist ja vesinikust. See sisaldab ka metaani, mis neelab täielikult punase ja hajutab rohelist ja sinist värvi. Neptuuni taevas on sinine: selle planeedi atmosfääris pole nii palju heeliumi ja vesinikku kui meie omas, kuid seal on palju metaani, mis neutraliseerib punase valguse.
Atmosfäär Kuul, Maa satelliidil, samuti Merkuuril ja Pluutol puudub täielikult, seetõttu valguskiired ei peegeldu, nii et taevas on siin must ja tähed on kergesti eristatavad. Sinine ja rohelised värvid Päikesekiired neeldub täielikult Veenuse atmosfääri ja kui Päike on horisondi lähedal, on taevas kollane.
Minu teema asjakohasus seisneb selles, et see on kuulajatele huvitav ja kasulik, sest paljud inimesed vaatavad selget sinist taevast ja imetlevad seda ning vähesed teavad, miks see nii sinine on, mis sellele sellise värvi annab.
Lae alla:
Eelvaade:
- Sissejuhatus. Koos. 3
- Põhiosa. Koos. 4-6
- Minu klassikaaslaste oletused
- Antiikteadlaste oletused
- Kaasaegne vaatenurk
- Taeva erinevad värvid
- Järeldus.
- Järeldus. Koos. 7
- Kirjandus. Koos. 8
1. Sissejuhatus.
Mulle meeldib, kui ilm on selge, päikesepaisteline, taevas on ilma ühegi pilveta ja taeva värv on sinine. "Huvitav," mõtlesin, "miks on taevas sinine?"
Uurimise teema:Miks on taevas sinine?
Uuringu eesmärk:uuri, miks taevas on sinine?
Uurimise eesmärgid:
Uurige iidsete teadlaste oletusi.
Tutvuge kaasaegsega teaduslik punkt nägemus.
Jälgige taeva värvi.
Õppeobjekt- populaarteaduslik kirjandus.
Õppeaine- taeva sinine värv.
Uurimistöö hüpoteesid:
Oletame, et pilved on tehtud veeaurust ja vesi on sinine;
Või on päikesel kiired, mis värvivad taeva seda värvi.
Õppekava:
- Vaata entsüklopeediaid;
- Otsige teavet Internetist;
- Pea meeles õpitud teemasid ümbritseva maailma kohta;
- Küsi emalt;
- Uurige klassikaaslaste arvamusi.
Minu teema asjakohasus seisneb selles, et see on kuulajatele huvitav ja kasulik, sest paljud inimesed vaatavad selget sinist taevast ja imetlevad seda ning vähesed teavad, miks see nii sinine on, mis sellele sellise värvi annab.
2. Põhiosa.
Minu klassikaaslaste oletused.
Mõtlesin, mida mu klassikaaslased vastaksid küsimusele: miks on taevas sinine? Võib-olla langeb kellegi arvamus minu omaga kokku või on see hoopis teistsugune.
Küsitleti 24 meie kooli 3. klassi õpilast. Vastuste analüüs näitas:
8 õpilast pakkusid välja, et taevas on sinine Maalt aurustuva vee tõttu;
4 õpilast vastas, et sinine värv on rahustav;
4 õpilast arvavad, et taeva värvi mõjutavad atmosfäär ja päike;
3 õpilast usuvad, et ruum on pime ja atmosfäär valge, tulemuseks on sinine värv.
2 õpilast usuvad, et päikesekiir murdub atmosfääris ja moodustub sinine värv.
2 õpilast pakkusid sellist varianti - taeva sinist värvi -, kuna on külm.
1 õpilane – nii toimib loodus.
Huvitav on see, et üks minu hüpoteesidest langeb kokku kuttide kõige tavalisema arvamusega - pilved koosnevad veeaurust ja vesi on sinine.
Antiikteadlaste oletused.
Kui hakkasin oma küsimusele kirjandusest vastust otsima, sain teada, et paljud teadlased rabasid vastust otsides oma ajusid. Esitati palju hüpoteese ja oletusi.
Näiteks, vana-Kreeka, küsimusele - miks on taevas sinine? - Vastaksin kohe kõhklemata: "Taevas on sinine, sest see on valmistatud puhtaimast mäekristallist!" Taevas koosneb mitmest kristallsfäärist, mis on hämmastava täpsusega üksteisesse sisestatud. Ja keskel on Maa merede, linnade, templitega, mäetipud, metsateed, kõrtsid ja linnused.
See oli vanade kreeklaste teooria, kuid miks nad nii arvasid? Taevast ei saanud puutuda, võis ainult vaadata. Vaata ja peegelda. Ja tehke erinevaid oletusi. Meie ajal nimetataks selliseid oletusi " teaduslik teooria“, kuid iidsete kreeklaste ajastul nimetati neid oletusteks. Ja nii otsustasid vanad kreeklased pärast pikki vaatlusi ja veelgi pikemaid mõtisklusi, et see on lihtne ja ilus seletus sellele. kummaline nähtus nagu taeva sinine värv.
Otsustasin uurida, miks nad nii arvasid. Kui paneme tüki tavalist klaasi, näeme, et see on läbipaistev. Kui aga laduda terve virna selliseid prille ja proovida neist läbi vaadata, on näha sinakat tooni.
See taeva värvi lihtne selgitus kestis poolteist tuhat aastat.
Leonardo da Vinci soovitas taeva värvida seda värvi, sest "...valgus pimeduse kohal muutub siniseks...".
Mõned teised teadlased olid samal arvamusel, kuid hiljem selgus, et see hüpotees on põhimõtteliselt vale, sest kui segate musta valgega, ei saa te tõenäoliselt sinist, kuna nende värvide kombinatsioon annab ainult halli ja selle varjundeid.
Veidi hiljem 18. sajandil usuti, et taeva värvi annavad õhu komponendid. Selle teooria kohaselt arvati, et õhk sisaldab palju lisandeid, kuna värske õhk oleks must. Pärast seda teooriat oli palju rohkem oletusi ja oletusi, kuid ükski ei saanud end õigustada.
Kaasaegne vaatenurk.
Pöördusin kaasaegsete teadlaste arvamuse poole. Kaasaegsed teadlased on leidnud vastuse ja tõestanud, miks taevas on sinine.
Taevas on lihtsalt õhk, see tavaline õhk, mida me hingame iga sekund, see, mida ei saa näha ega puudutada, sest see on läbipaistev ja kaalutu. Aga me hingame läbipaistvat õhku, miks see meie pea kohal nii siniseks muutub?
Kogu saladus osutus meie atmosfääris.
Päikesekiired peavad enne maapinnale jõudmist läbima tohutu õhukihi.
Päikesekiir on valge. A valge värv on värviliste kiirte segu. Nagu väike riim, mis teeb vikerkaarevärvide meeldejätmise lihtsaks:
- igaüks (punane)
- jahimees (oranž)
- soovid (kollane)
- tean (roheline)
- kus (sinine)
- istub (sinine)
- faasan (lilla)
Päikesekiir, põrkudes kokku õhuosakestega, laguneb seitsmevärvilisteks kiirteks.
Punased ja oranžid kiired on kõige pikemad ja lähevad päikeselt otse meie silmadesse. Ja sinised kiired on kõige lühemad, põrkuvad õhuosakestest igas suunas tagasi ja jõuavad maapinnale vähem kui kõik teised. Seega on taevas siniste kiirtega läbi imbunud.
Taeva erinevad värvid.
Taevas ei ole alati sinine. Näiteks öösel, kui päike kiiri ei saada, näeme taevast mitte sinist, atmosfäär tundub läbipaistev. Ja läbi selge õhk, inimene näeb planeete, tähti. Ja päeval peidab sinine värv taas meie silmade eest kosmilisi kehasid.
Taeva värvus on punane – päikeseloojangul, pilvise ilmaga valge või hall.
Järeldused.
Nii et pärast uurimistöö saan ma seda teha järgmised järeldused:
- kogu saladus on meie atmosfääri taevavärvis- V õhuümbris planeet Maa.
- Atmosfääri läbiv päikesekiir laguneb seitsmevärvilisteks kiirteks.
- Punased ja oranžid kiired on kõige pikemad ja sinised kiired on kõige lühemad..
- Sinised kiired jõuavad Maale vähem kui teised ja tänu nendele kiirtele on taevas sinine.
- Taevas ei ole alati sinine.
Peaasi, et nüüd ma tean, miks taevas on sinine. Minu teine hüpotees leidis osaliselt kinnitust: päikesel on kiired, mis värvivad taeva seda värvi. Minu kahe klassikaaslase oletused osutusid õigele vastusele kõige lähedasemaks.
Me kõik oleme harjunud, et taeva värvus on muutuv omadus. Udu, pilved, kellaaeg – kõik mõjutab pea kohal oleva kupli värvi. Selle igapäevane vahetus ei hõivata enamiku täiskasvanute meelt, mida ei saa öelda laste kohta. Nad mõtlevad pidevalt, miks on taevas füüsiliselt sinine või mis muudab päikeseloojangu punaseks. Proovime mõista neid mitte nii lihtsaid küsimusi.
Muudetav
Alustuseks tasub vastata küsimusele, mida taevas tegelikult esindab. IN iidne maailm seda peeti tõesti Maad katva kuplina. Tänapäeval aga ei tea vaevalt keegi, et ükskõik kui kõrgele uudishimulik maadeavastaja ka ei tõuse, selle kuplini ta ei pääse. Taevas pole asi, vaid pigem panoraam, mis avaneb planeedi pinnalt vaadates, omamoodi valgusest kootud ilme. Pealegi, kui jälgite alates erinevad punktid, võib see teistsugune välja näha. Niisiis avaneb pilvede kohale kerkimisest hoopis teistsugune vaade kui sel ajal maapinnalt.
Selge taevas on sinine, kuid niipea, kui pilved sisse tulevad, muutub see halliks, pliiseks või määrdunudvalgeks. Öine taevas on must, kohati on sellel näha punakaid alasid. See on linna kunstliku valgustuse peegeldus. Kõigi selliste muutuste põhjuseks on valgus ja selle koostoime õhu ja osakestega. erinevaid aineid temas.
Värvi olemus
Et vastata küsimusele, miks taevas on füüsika seisukohast sinine, peame meeles pidama, mis värv on. See on teatud pikkusega laine. Päikeselt Maale tulevat valgust nähakse valgena. Newtoni katsetest saadik on teada, et tegemist on seitsme kiire kiirga: punane, oranž, kollane, roheline, sinine, indigo ja violetne. Värvid erinevad lainepikkuse poolest. Punakasoranž spekter sisaldab laineid, mis on selle parameetri puhul kõige muljetavaldavad. spektri osi iseloomustavad lühikesed lainepikkused. Valguse lagunemine spektriks toimub siis, kui see põrkab kokku erinevate ainete molekulidega ning osa lainetest võib neelduda, osa aga hajuda.
Põhjuse uurimine
Paljud teadlased on püüdnud selgitada, miks taevas on füüsikaliselt sinine. Kõik teadlased püüdsid avastada nähtust või protsessi, mis hajutab planeedi atmosfääris valgust nii, et selle tulemusena jõuab meieni vaid sinine valgus. Esimesed kandidaadid selliste osakeste rolli olid vesi. Usuti, et nad neelavad punast valgust ja edastavad sinist valgust ning selle tulemusena näeme taevast sinist värvi. Hilisemad arvutused näitasid aga, et osooni, jääkristallide ja veeauru molekulide hulk atmosfääris ei ole piisav, et anda taevale sinine värv.
Põhjus on reostus
Peal järgmine etapp John Tyndalli uuringud näitasid, et tolm mängib soovitud osakeste rolli. Sinine valgus on kõige vastupidavam hajumise suhtes ja seetõttu suudab see läbida kõik tolmu ja muude hõljuvate osakeste kihid. Tindall viis läbi katse, mis kinnitas tema oletust. Ta lõi laboris sudumudeli ja valgustas selle ereda valge valgusega. Sudu võttis sinise varjundi. Teadlane tegi oma uurimistööst ühemõttelise järelduse: taeva värvi määravad tolmuosakesed, see tähendab, et kui Maa õhk oleks puhas, siis taevas inimeste peade kohal ei helendaks mitte siniselt, vaid valgelt.
Issanda uurimistöö
Viimase punkti küsimusele, miks taevas on sinine (füüsika seisukohalt), esitas inglise teadlane Lord D. Rayleigh. Ta tõestas, et meile tuttavas varjus ei värvita meie pea kohal olevat ruumi tolm ega sudu. See on ise õhus. Gaasi molekulid neelavad enamiku ja peamiselt kõige pikemaid lainepikkusi, mis on samaväärsed punasega. Sinine hajub. Täpselt nii selgitame täna taeva värvi, mida me selge ilmaga näeme.
Tähelepanelikud märkavad, et teadlaste loogikat järgides peaks kupli pea olema lilla, kuna selle värvi lainepikkus on nähtavas vahemikus kõige lühem. See pole aga viga: violetse osakaal spektris on sinisest palju väiksem ja inimese silmad on viimase suhtes tundlikumad. Tegelikult on sinine, mida me näeme, sinise violetse ja mõne muu värvi segamise tulemus.
Päikeseloojangud ja pilved
Kõik teavad seda sisse erinev aeg päevad, mida näete erinevat värvi taevas. Fotod kaunitest päikeseloojangutest mere või järve kohal illustreerivad seda suurepäraselt. Igasugused punase ja kollase varjundid kombineerituna sinise ja tumesinisega muudavad sellise vaatemängu unustamatuks. Ja see on seletatav sama valguse hajutamisega. Fakt on see, et päikeseloojangu ja koidiku ajal peavad päikesekiired läbima atmosfääri palju pikema tee kui päeval. Sel juhul hajub valgus spektri sinakasrohelisest osast erinevad küljed ja horisondi lähedal asuvad pilved muutuvad punaseks.
Kui taevas muutub häguseks, muutub pilt täielikult. ei suuda ületada tihedat kihti ja enamik nad lihtsalt ei ulatu maapinnani. Pilvedest läbi pääsenud kiired kohtuvad vihmaveepiiskade ja pilvedega, mis taas moonutavad valgust. Kõigi nende muutuste tulemusena jõuab maapinnale valge valgus, kui pilved on väikesed, ja hall valgus, kui taevast katavad muljetavaldavad pilved, mis neelavad osa kiirtest teist korda.
Teised taevad
See on huvitav teistel planeetidel Päikesesüsteem Pinnalt vaadates võib näha taevast, mis erineb maapealsest. Peal kosmoseobjektid ilma atmosfäärita jõuavad päikesekiired vabalt pinnale. Selle tulemusena on siinne taevas must, ilma igasuguse varjuta. Seda pilti võib näha Kuul, Merkuuril ja Pluutol.
Marsi taevas on punakasoranži toon. Selle põhjuseks on planeedi atmosfääri täitev tolm. Ta on sisse maalitud erinevad toonid punane ja oranž. Kui Päike tõuseb horisondi kohale, muutub Marsi taevas roosakas-punaseks, samal ajal kui valgusti ketast ümbritsev ala näib sinine või isegi violetne.
Taevas Saturni kohal on sama värvi kui Maal. Akvamariini taevas ulatub üle Uraani. Põhjus peitub ülemistel planeetidel paiknevas metaani häguses.
Veenust varjab uurijate silmade eest tihe pilvekiht. See ei lase sinakasrohelise spektri kiirtel planeedi pinnale jõuda, seega on siinne taevas kollakasoranž ja piki silmapiiri halli triipu.
Päevasel ajal pea kohal oleva ruumi uurimine toob esile mitte vähem imesid kui tähistaevast uurides. Pilvedes ja nende taga toimuvate protsesside mõistmine aitab mõista tavainimesele üsnagi tuttavate asjade põhjust, mida aga igaüks kohe seletada ei oska.
Töö tekst postitatakse ilma piltide ja valemiteta.
Täisversioon töö on PDF-vormingus saadaval vahekaardil "Tööfailid".
Tänaval mängides märkasin kord taevast, see oli erakordne: põhjatu, lõputu ja sinine, sinine! Ja ainult pilved katsid seda sinist värvi kergelt. Mõtlesin, miks on taevas sinine? Kohe meenus rebane Alice'i laul Pinocchiost rääkivast muinasjutust “Milline sinine taevas...!” ja geograafiatund, kus teemat “Ilm” õppides kirjeldasime taeva olekut ja ütlesime ka, et see on sinine. Nii et lõppude lõpuks, miks on taevas sinine? Koju jõudes esitasin selle küsimuse oma emale. Ta ütles mulle, et kui inimesed nutavad, paluvad nad taevast abi. Taevas võtab neilt pisarad, nii et see muutub siniseks nagu järv. Kuid mu ema lugu ei rahuldanud mu küsimust. Otsustasin klassikaaslastelt ja õpetajatelt küsida, kas nad teavad, miks taevas on sinine? Küsitluses osales 24 õpilast ja 17 õpetajat. Pärast küsimustike töötlemist saime järgmised tulemused:
Koolis geograafiatunnis esitasin selle küsimuse õpetajale. Ta vastas mulle, et taeva värvi saab füüsika seisukohast kergesti seletada. Seda nähtust nimetatakse dispersiooniks. Wikipediast sain teada, et dispersioon on valguse spektriks lagundamise protsess. Geograafiaõpetaja Larisa Borisovna soovitas mul seda nähtust katseliselt jälgida. Ja me läksime füüsika tuppa. Füüsikaõpetaja Vassili Aleksandrovitš oli meelsasti nõus meid selles aitama. Spetsiaalse varustuse abil sain jälgida, kuidas dispersiooniprotsess looduses toimub.
Et leida vastus küsimusele, miks taevas on sinine, otsustasime läbi viia uuringu. Nii tekkis idee kirjutada projekt. Koos juhendajaga määrasime kindlaks uurimistöö teema, eesmärgi ja eesmärgid, püstitasime hüpoteesi, määrasime uurimismeetodid ja mehhanismid oma idee elluviimiseks.
Hüpotees: Valguse saadab Maale Päike ja enamasti tundub see meile otsa vaadates pimestavalt valge. Kas see tähendab, et taevas peaks olema valge? Aga tegelikult on taevas sinine. Uuringu käigus leiame nendele vastuoludele seletusi.
Sihtmärk: leidke vastus küsimusele, miks taevas on sinine, ja saate teada, millest sõltub selle värv.
Ülesanded: 1. Vii end kurssi teoreetiline materjal sellel teemal
2. Uurige eksperimentaalselt valguse hajumise nähtust
3. Jälgi taeva värvi erinevatel kellaaegadel ja erinevatel ilmastikutingimustel
Õppeobjekt: taevas
Üksus: taeva valgus ja värv
Uurimismeetodid: analüüs, katse, vaatlus
Töö etapid:
1. Teoreetiline
2. Praktiline
3. Lõpp: järeldused uurimisteemal
Töö praktiline tähendus: Uurimismaterjale saab kasutada geograafia ja füüsika tundides õppemoodulina.
2. Põhiosa.
2.1. Teoreetilised aspektid Probleemid. Fenomen sinine taevas füüsika seisukohast
Miks on taevas sinine – nii lihtsale küsimusele on väga raske vastust leida. Esiteks määratleme mõiste. Taevas on ruum Maa või mõne muu astronoomilise objekti pinna kohal. Üldiselt nimetatakse taevast tavaliselt panoraamiks, mis avaneb Maa (või muu astronoomilise objekti) pinnalt kosmose poole vaadates.
Paljud teadlased on vastust otsides pead murdnud. Kaminas tuld vaadates kirjutas Leonardo da Vinci: "Pimeduse kohal valgus muutub siniseks." Kuid tänapäeval on teada, et valge ja musta sulandumisel saadakse hall.
Riis. 1. Leonardo da Vinci hüpotees
Isaac Newton selgitas peaaegu taeva värvi, kuid selleks pidi ta eeldama, et atmosfääris sisalduvatel veetilkadel on õhukesed seinad nagu seebimullid. Kuid selgus, et need tilgad on kerad, mis tähendab, et neil pole seina paksust. Niisiis seebimull Newton ja pauk!
Riis. 2. Newtoni hüpotees
Parim lahendus probleemile pakuti välja umbes 100 aastat tagasi Inglise füüsik Lord John Rayleigh. Aga alustame algusest. Päike kiirgab pimestavat valget valgust, mis tähendab, et taeva värv peaks olema sama, kuid see on siiski sinine. Mis juhtub valge valgusega atmosfääris? Atmosfääri läbides, justkui läbi prisma, laguneb see seitsmeks värviks. Tõenäoliselt teate neid ridu: iga jahimees tahab teada, kus faasan istub. Nendes lausetes peidetud sügav tähendus. Need esindavad meile nähtava valguse spektri põhivärve.
Riis. 3. Valge valguse spekter.
Selle spektri parim looduslik demonstratsioon on loomulikult vikerkaar.
Riis. 4 Nähtava valguse spekter
Nähtav valgus on elektromagnetiline kiirgus, mille lained on erinevad pikkused. Jah ja ei nähtav valgus, meie silmad ei taju seda. Need on ultraviolett- ja infrapunakiirgused. Me ei näe seda, kuna selle pikkus on kas liiga pikk või liiga lühike. Valguse nägemine tähendab selle värvi tajumist, kuid see, millist värvi me näeme, sõltub lainepikkusest. Pikimad nähtavad lained on punased ja lühimad violetsed.
Lainepikkusest oleneb ka valguse võime hajuda ehk keskkonnas levida. Punased kerged lained hajutavad halvimad, kuid sinised ja violetsed värvid on kõrge võimekus hajutamiseks.
Riis. 5. Valguse hajumise võime
Ja lõpuks oleme lähedal vastusele oma küsimusele, miks on taevas sinine? Nagu eespool mainitud, on valge segu kõigest võimalikud värvid. Kui see põrkab kokku gaasimolekuliga, hajuvad kõik valge valguse seitsmest värvikomponendist. Samas hajub pikemate lainetega valgus halvemini kui lühikeste lainetega valgus. Seetõttu jääb õhku 8 korda rohkem sinist spektrit kui punast. Kuigi violetsel on kõige lühem lainepikkus, näib taevas violetse ja rohelise lainepikkuse segu tõttu siiski sinine. Lisaks tajuvad meie silmad sinist paremini kui violetset, arvestades mõlema sama heledust. Just need faktid määravad taeva värviskeemi: atmosfäär on sõna otseses mõttes täidetud sini-sinise värvi kiirtega.
Taevas pole aga alati sinine. Päeval näeme taevast sinise, tsüaani, halli, õhtul punasena (lisa 1). Miks on päikeseloojang punane? Päikeseloojangu ajal läheneb Päike horisondile ja Päikesekiir suunatud Maa pinna poole mitte vertikaalselt, nagu päeval, vaid nurga all. Seetõttu on selle tee läbi atmosfääri palju Lisaks et see toimub päeval, kui Päike on kõrgel. Tänu sellele neeldub sini-sinine spekter atmosfääris enne Maale jõudmist ning Maa pinnale jõuavad punase spektri pikemad valguslained, mis värvivad taeva punasteks ja kollasteks toonideks. Taeva värvimuutus on selgelt seotud Maa pöörlemisega ümber oma telje ja seega ka valguse Maale langemise nurgaga.
2.2. Praktilised aspektid. Eksperimentaalne viis probleemi lahendamiseks
Füüsikatunnis tutvusin spektrograafi seadmega. Füüsikaõpetaja Vassili Aleksandrovitš rääkis mulle selle seadme tööpõhimõttest, mille järel viisin iseseisvalt läbi eksperimendi nimega dispersioon. Prismat läbiv valge valguskiir murdub ja me näeme ekraanil vikerkaart. (Lisa 2). See kogemus aitas mul mõista, kuidas see hämmastav looduse looming taevasse ilmub. Spektrograafi abil saavad teadlased tänapäeval teavet erinevate ainete koostise ja omaduste kohta.
Foto 1. Dispersioonikogemuse demonstreerimine aastal
füüsika tuba
Tahtsin koju vikerkaare hankida. Minu geograafiaõpetaja Larisa Borisovna rääkis mulle, kuidas seda teha. Spektrograafi analoogiks oli klaasist anum veega, peegel, taskulamp ja valge paberileht. Asetage peegel veenõusse ja asetage anuma taha valge paberileht. Taskulambi valguse suuname peeglile nii, et peegeldunud valgus langeks paberile. Taas on paberile ilmunud vikerkaar! (Lisa 3). Parem on katse läbi viia pimedas ruumis.
Oleme juba eespool öelnud, et valge valgus sisaldab sisuliselt juba kõiki vikerkaare värve. Saate selles veenduda ja koguda kõik värvid valgeks, tehes vikerkaareplaadi (Lisa 4). Kui keerutate seda liiga palju, siis värvid ühinevad ja plaat muutub valgeks.
Vaatamata sellele teaduslik seletus Vikerkaare tekkimine, see nähtus jääb atmosfääri üheks salapäraseks optiliseks prilliks. Vaata ja naudi!
3. Järeldus
Otsides vastust küsimusele, mida vanemad nii sageli küsivad laste küsimus"Miks taevas on sinine?" Sain teada palju huvitavat ja õpetlikku. Meie tänase hüpoteesi vastuoludel on teaduslik seletus:
Kogu saladus peitub taeva värvis meie atmosfääris – planeedi Maa õhuümbrises.
Atmosfääri läbiv valge päikesekiir laguneb seitsmevärvilisteks kiirteks.
Punased ja oranžid kiired on kõige pikemad ja sinised kiired on kõige lühemad.
Sinised kiired jõuavad Maale vähem kui teised ja tänu nendele kiirtele on taevas sinine värv
Taevas ei ole alati sinine ja see on tingitud aksiaalne liikumine Maa.
Eksperimentaalselt suutsime visualiseerida ja mõista, kuidas hajumine looduses toimub. Peal klassi tund Koolis rääkisin klassikaaslastele, miks taevas on sinine. Huvitav oli ka teada, kus meie juures võib täheldada hajumise nähtust Igapäevane elu. Leidsin mitu praktilised alad selle rakendamine ainulaadne nähtus (Lisa 5). Tulevikus tahaksin taeva uurimist jätkata. Kui palju saladusi see veel sisaldab? Milliseid muid nähtusi atmosfääris esineb ja milline on nende olemus? Kuidas need mõjutavad inimesi ja kogu elu Maal? Võib-olla on need minu edasise uurimistöö teemad.
Bibliograafia
1. Vikipeedia – vaba entsüklopeedia
2. L.A. Malikova. Elektrooniline käsiraamat füüsikas "Geomeetriline optika"
3. Peryshkin A.V. Füüsika. 9. klass. Õpik. M.: Bustard, 2014, lk 202-209
4. htt;/www. voprosy-kak-ipochemu.ru
5. Isiklik fotoarhiiv “Taevas Golyshmanovo kohal”
Lisa 1.
"Taevas Golyshmanovo kohal"(isiklik fotoarhiiv)
2. lisa.
Valguse hajumine spektrograafi abil
3. lisa.
Kerge hajutamine kodus
"vikerkaar"
4. lisa.
Vikerkaare topp
Ülemine puhkeasendis Ülemine pöörlemise ajal
5. lisa.
Muutused inimese elus
Teemanttuled lennuki pardal
Auto esituled
Peegeldavad märgid