Fargen på himmelen forskjellige stater Været varierer, fra hvitaktig til intens blått. En teori som forklarer fargen på himmelen ble utviklet av Rayleigh.
I følge denne teorien forklares himmelens farge av det faktum at solstrålene, gjentatte ganger reflektert fra luftmolekyler og bittesmå støvpartikler, er spredt i atmosfæren. Lysbølger av forskjellig lengde spres ulikt av molekyler: luftmolekyler sprer hovedsakelig den kortbølgelengde delen av det synlige solspekteret, dvs. blå, indigo og fiolette stråler, og siden intensiteten til den fiolette delen av spekteret er lav sammenlignet med de blå og blå delene, virker himmelen blå eller blå.
Den betydelige lysstyrken på himmelen forklares av det faktum at jordens atmosfære har en betydelig tykkelse og lyset er spredt av et stort antall molekyler.
I store høyder, for eksempel ved observasjon fra romskip, sjeldne lag av atmosfæren forblir over observatørens hode med færre molekyler som sprer lys, og derfor reduseres lysstyrken på himmelen. Himmelen virker mørkere, fargen endres med økende høyde. Himmelen virker mørkere, fargen endres fra mørk blå til mørk lilla med økende høyde. Åpenbart, i enda høyere høyder og utenfor atmosfæren, virker himmelen svart for observatøren.
Hvis luften inneholder et stort antall relativt store partikler, vil disse partiklene også spre lengre. lysbølger. I dette tilfellet får himmelen en hvitaktig farge. Store vanndråper, eller vannkrystaller, som utgjør skyer, sprer alle spektralfarger omtrent likt, og den overskyede himmelen har derfor en blek grå farge.
Dette bekreftes av observasjoner, der meteorologiske forhold og den tilsvarende fargen på himmelen over byen Novokuznetsk ble notert.
De karakteristiske nyansene i himmelens farge 28.-29. november skyldes tilstedeværelsen industrielle utslipp, som konsentrerer seg i luften med en nedgang i temperatur og mangel på vind.
Fargen på himmelen er også påvirket av karakter og farge jordens overflate, samt atmosfærisk tetthet.
Eksponentiell lov om å redusere atmosfærisk tetthet med høyden.
Den barometriske formelen beskriver reduksjonen i atmosfærisk tetthet med høyden generell disposisjon; den tar ikke hensyn til vind, konveksjonsstrømmer eller temperaturendringer. I tillegg bør ikke høyden være for høy slik at avhengigheten av akselerasjonen g av høyden kan neglisjeres.
Den barometriske formelen er assosiert med navnet til den østerrikske fysikeren Ludwig Boltzmann. Men de første indikasjonene på den eksponentielle karakteren av reduksjonen i lufttetthet med høyden var faktisk inneholdt i Newtons studier om lysbrytningen i atmosfæren og ble brukt i sammenstillingen av en oppdatert refraksjonstabell.
Grafene som er gitt viser hvordan, i prosessen med å studere astronomisk brytning, ideer om generell karakter endringer i atmosfærens brytningsindeks med høyden.
- samsvarer med Keplers teori
- Newtons opprinnelige brytningsteori
- raffinert newtonsk og moderne teori lysbrytning i atmosfæren
Bryting av lys i atmosfæren
Atmosfæren er et optisk inhomogent medium, så banen lysstråle i atmosfæren er alltid krumlinjet til en viss grad. Bøyning av lysstråler når de passerer gjennom atmosfæren kalles lysbrytning i atmosfæren.
Det er astronomisk og terrestrisk brytning. I det første tilfellet, krumningen av lysstråler som kommer til en jordisk observatør fra himmellegemer. I det andre tilfellet vurderes krumningen av lysstråler som kommer til observatøren fra jordiske objekter. I begge tilfeller, på grunn av bøyningen av lysstråler, kan observatøren se objektet i en retning som ikke er den som tilsvarer virkeligheten; objektet kan virke forvrengt. Det er mulig å observere et objekt selv når det faktisk er bak horisonten. Dermed kan lysbrytningen i jordens atmosfære føre til særegne optiske illusjoner.
La oss anta at atmosfæren består av et sett med optisk homogene horisontale lag med samme tykkelse; brytningsindeksen endres brått fra ett lag til et annet, og øker gradvis i retning fra øvre lag til de lavere. Denne rent spekulative situasjonen er vist.
I virkeligheten endres atmosfærens tetthet, og derfor dens brytningsindeks, med høyden ikke i hopp, men kontinuerlig. Derfor er banen til en lysstråle ikke en brutt linje, men en buet linje.
La oss anta at strålen vist på figuren går til observatøren fra et eller annet himmelobjekt. Hvis det ikke var lysbrytning i atmosfæren, ville dette objektet vært synlig for observatøren i en vinkel ά. På grunn av brytning ser observatøren objektet ikke i en vinkel ά, men i en vinkel φ. Siden φ ά, ser objektet ut til å være høyere over horisonten enn det faktisk er. Med andre ord, den observerte senitavstanden til et objekt er mindre enn den faktiske senitavstanden. Forskjellen Ώ = ά – φ kalles brytningsvinkelen.
I følge moderne data er den maksimale brytningsvinkelen 35".
Når en observatør ser på solnedgangen og ser hvordan den nedre kanten av armaturet berørte horisonten, i virkeligheten dette øyeblikket denne kanten er allerede 35" under horisontlinjen. Det er interessant at den øvre kanten av solskiven heves mindre ved brytning - bare 29". Derfor ser solnedgangen ut til å være litt flatt vertikalt.
Fantastiske solnedganger
Når man vurderer lysbrytningen, er det nødvendig å ta hensyn til, sammen med den systematiske endringen i lufttetthet med høyden, også en serie tilleggsfaktorer, hvorav mange er ganske tilfeldige. Vi snakker om innflytelsen på brytningsindeksen til luft av konveksjonsstrømmer og vind, lufttemperatur på forskjellige punkter i atmosfæren ovenfor ulike områder jordens overflate.
Egenskaper ved atmosfærens tilstand og fremfor alt egenskaper ved oppvarmingen av atmosfæren i dens nedre lag over forskjellige deler av jordoverflaten fører til det unike med de observerte solnedgangene.
Blind kjørefelt. Noen ganger ser det ut til at solen ikke går ned bak horisonten, men bak en usynlig linje plassert over horisonten. Dette fenomenet er observert i fravær av noen skyer i horisonten. Hvis du klatrer til toppen av bakken på dette tidspunktet, kan du observere et enda merkeligere bilde: nå går solen ned under horisonten, men samtidig solcelledisk viser seg å være kuttet, som det var, av en horisontal "blind stripe", hvis posisjon i forhold til horisontlinjen forblir uendret. Disse uvanlige solnedganger kan sees, ifølge øyenvitner, i forskjellige geografiske områder, for eksempel i landsbyen Bolshoy Kamen, Primorsky-territoriet og byen Sochi, Krasnodar-territoriet.
Dette bildet blir observert hvis luften nær selve jorden viser seg å være kald, og over det er et lag med relativt varm luft. I dette tilfellet endres brytningsindeksen til luft med høyden omtrent som vist i grafen; overgangen fra det nedre kalde luftlaget til det varme som ligger over det kan føre til et ganske kraftig fall i brytningsindeksen. For enkelhets skyld antar vi at denne nedgangen skjer brått og at det derfor er et klart definert grensesnitt mellom de kalde og varme lagene, lokalisert i en viss høyde h1 over jordens overflate. På figuren angir nx brytningsindeksen til luft i det kalde laget, og nt - i det varme laget nær grensen til det kalde.
Brytningsindeksen til luft skiller seg veldig lite fra enhet, derfor, for større klarhet, vertikal akse Denne figuren viser verdiene ikke av selve brytningsindeksen, men av dens overskudd over enhet, dvs. forskjell n-1.
Bildet av endringen i brytningsindeksen presentert i fig. 4b) ble brukt til å konstruere strålebanen i fig. 5, som viser en del av overflaten kloden og et tilstøtende lag med kald luft av tykkelse hο.
Hvis du øker φ gradvis, starter fra null, vil vinkelen α2 også øke. La oss anta at ved en viss verdi φ = φ´ blir vinkelen α2 lik grensevinkelαο , tilsvarende den komplette indre refleksjon på grensen til kalde og varme lag; i dette tilfellet sin α1 = 1. Vinkel αο tilsvarer stråle BA i figur 5; den danner en vinkel β = 90˚ - φ´ med horisontalen. Observatøren vil ikke motta stråler som kommer inn i det kalde laget på punkter hvis vinkelhøyde over horisonten er mindre enn vinkelhøyden til punkt B, dvs. mindre enn vinkelen β. Dette forklarer blindsonen.
Grønn stråle. En grønn stråle er et veldig effektivt blits. grønt lys, noen ganger observert ved solnedgang og soloppgang. Blitsens varighet er bare 1-2 sekunder. Fenomenet er som følger: hvis solen går ned kl klar himmel, da med tilstrekkelig gjennomsiktighet av luften, kan du noen ganger observere hvordan det siste synlige punktet på solen raskt endrer farge fra blekgul eller oransjerød til knallgrønn. Ved soloppgang kan det samme fenomenet observeres, men med i motsatt rekkefølge vekslende farger.
Fremkomst grønn stråle kan forklares ved å ta hensyn til endringen i brytningsindeks med lysfrekvens.
Vanligvis øker brytningsindeksen med økende frekvens. Stråler med høyere brytningsfrekvens er sterkere. Dette betyr at blågrønne stråler gjennomgår sterkere brytning sammenlignet med røde stråler.
La oss anta at det er lysbrytning i atmosfæren, men ingen spredning av lys. I dette tilfellet er den øvre og nederste kant solskiven nær horisonten skal være farget i regnbuens farger. Slipp inn spekteret sollys det er bare to farger - grønn og rød; Den "hvite" solskiven kan sees i i dette tilfellet i form av grønne og røde disker lagt over hverandre. Brytningen av lys i atmosfæren hever den grønne skiven over horisonten inn i større grad enn rødt. Derfor må observatøren se solnedgangen slik den er vist i fig. 6a). Den øvre kanten av solskiven vil være grønn og den nedre kanten rød; i den sentrale delen av skiven ville det bli observert en blanding av farger, dvs. en hvit farge vil bli observert.
I virkeligheten kan man ikke ignorere spredningen av lys i atmosfæren. Det fører til at stråler med høyere frekvens elimineres mer effektivt fra lysstrålen som kommer fra solen. Så den grønne kanten på toppen av disken vil ikke være synlig, og hele disken vil se rødaktig ut i stedet for hvit. Hvis imidlertid nesten hele solskiven har gått utover horisonten, bare dens øvre kant gjenstår, og været er klart og rolig, luften er ren, så kan observatøren i dette tilfellet se den lysegrønne kanten av solen sammen med en spredning av lyse grønne stråler
Kommunebudsjett utdanningsinstitusjon
"Kislovskaya ungdomsskole" Tomsk-distriktet
Forskning
Emne: "Hvorfor er solnedgangen rød ..."
(Lysspredning)
Arbeid fullført: ,
elev av klasse 5A
veileder;
kjemilærer
1. Introduksjon ………………………………………………………………… 3
2. Hoveddel………………………………………………………………4
3. Hva er lys……………………………………………………………….. 4
Studieemne– solnedgang og himmel.
Forskningshypoteser:
Solen har stråler som farger himmelen i forskjellige farger;
Rød farge kan oppnås under laboratorieforhold.
Relevansen til emnet mitt ligger i det faktum at det vil være interessant og nyttig for lyttere fordi mange ser på det klare blå himmel, beundre den, og få vet hvorfor den er så blå om dagen, og rød ved solnedgang, og hva som gir den en slik farge.
2. Hoveddel
Ved første øyekast virker dette spørsmålet enkelt, men faktisk påvirker det dype aspekter av lysbrytningen i atmosfæren. Før du kan forstå svaret på dette spørsmålet, må du ha en ide om hva lys er..jpg" align="left" height="1 src=">
Hva er lys?
Sollys er energi. Varmen fra solstrålene, fokusert av linsen, blir til ild. Lys og varme reflekteres av hvite overflater og absorberes av svarte. Derfor hvite klær kaldere enn svart.
Hva er lysets natur? Den første personen som seriøst forsøkte å studere lys var Isaac Newton. Han mente at lys består av korpuskulære partikler som avfyres som kuler. Men noen kjennetegn ved lys kunne ikke forklares med denne teorien.
En annen forsker, Huygens, foreslo en annen forklaring på lysets natur. Han utviklet "bølge"-teorien om lys. Han mente at lys dannet pulser, eller bølger, på samme måte som en stein som ble kastet i en dam, lager bølger.
Hvilke synspunkter har forskere i dag om lysets opprinnelse? Det antas for tiden at lysbølger har kjennetegn både partikler og bølger på samme tid. Det gjennomføres eksperimenter for å bekrefte begge teoriene.
Lys består av fotoner - vektløse partikler uten masse, som beveger seg med en hastighet på rundt 300 000 km/s og har bølgeegenskaper. Frekvens bølgesvingninger lys bestemmer fargen. I tillegg, jo høyere oscillasjonsfrekvens, desto kortere er bølgelengden. Hver farge har sin egen vibrasjonsfrekvens og bølgelengde. Hvitt sollys består av mange farger som kan sees når det brytes gjennom et glassprisme.
1. Et prisme bryter ned lys.
2. Hvitt lys er komplekst.
Hvis du ser nøye på lysets passasje gjennom trekantet prisme, så kan du se at nedbrytningen av hvitt lys begynner så snart lyset går fra luften inn i glasset. I stedet for glass kan du bruke andre materialer som er gjennomsiktige for lys.
Det er bemerkelsesverdig at dette eksperimentet har overlevd århundrer, og metodikken brukes fortsatt i laboratorier uten vesentlige endringer.
dispersio (lat.) – spredning, spredning - spredning
I. Newtons eksperimenter på dispersjon.
I. Newton var den første som studerte fenomenet lysspredning og regnes som et av hans viktigste vitenskapelige meritter. Ikke rart på gravsteinen hans, reist i 1731 og dekorert med figurer av unge menn som holder emblemene hans i hendene store funn, en figur holder et prisme, og inskripsjonen på monumentet inneholder ordene: "Han undersøkte forskjellen i lysstråler og de forskjellige egenskapene som dukket opp samtidig, som ingen tidligere hadde mistenkt." Det siste utsagnet er ikke helt nøyaktig. Spredning var kjent tidligere, men den ble ikke studert i detalj. Mens han forbedret teleskoper, la Newton merke til at bildet produsert av linsen var farget i kantene. Ved å undersøke kanter farget av brytning, gjorde Newton sine oppdagelser innen optikk.
Synlig spektrum
Når strålen er dekomponert hvit det dannes et spektrum i prismet der stråling av forskjellige bølgelengder brytes under forskjellige vinkler. Farger som inngår i spekteret, det vil si de fargene som kan produseres av lysbølger med én bølgelengde (eller et veldig smalt område), kalles spektralfarger. Primære spektralfarger (har riktig navn), så vel som emisjonsegenskapene til disse fargene, er presentert i tabellen:
Hver "farge" i spekteret må matches med en lysbølge av en viss lengde
Den enkleste ideen om spekteret kan fås ved å se på en regnbue. Hvitt lys, brutt i vanndråper, danner en regnbue, siden det består av mange stråler i alle farger, og de brytes forskjellig: røde er de svakeste, blå og fiolette er sterkest. Astronomer studerer spektrene til sola, stjerner, planeter og kometer, siden mye kan læres av spektrene.
Nitrogen" href="/text/category/azot/" rel="bookmark">nitrogen. Rødt og blått lys samhandler forskjellig med oksygen. Siden bølgelengden til blå farge tilsvarer størrelsen på oksygenatomet og på grunn av dette blått lys spres av oksygen inn forskjellige sider, mens rødt lys passerer rolig gjennom det atmosfæriske laget. Faktisk sprer enda mer seg ut i atmosfæren lilla lys, men det menneskelige øyet er mindre følsomt for det enn for blått lys. Resultatet er at det menneskelige øyet fanger blått lys spredt av oksygen fra alle kanter, og det er grunnen til at himmelen ser blå ut for oss.
Uten en atmosfære på jorden ville solen fremstå for oss som en lysende hvit stjerne og himmelen ville være svart.
0 " style="border-collapse:collapse;border:none">
Uvanlige fenomener
https://pandia.ru/text/80/039/images/image008_21.jpg" alt=" Polarlys" align="left" width="140" height="217 src="> Auroras Siden antikken har folk beundret det majestetiske bildet av nordlys og lurt på deres opprinnelse. En av de tidligste omtale av nordlys finnes hos Aristoteles. I hans "Meteorology", skrevet for 2300 år siden, kan du lese: "Noen ganger på klare netter observeres mange fenomener på himmelen - hull, hull, blodrød farge ...
Det ser ut som om det brenner."
Hvorfor kruser en klar stråle om natten?
Hvilken tynn flamme sprer seg inn i himmelhvelvet?
Som lyn uten truende skyer
Streber du fra bakken til senit?
Hvordan kan det ha seg at en frossen ball
Var det brann midt på vinteren?
Hva er nordlys? Hvordan er det dannet?
Svar. Aurora er en selvlysende glød som er et resultat av samspillet mellom ladede partikler (elektroner og protoner) som flyr fra solen med atomer og molekyler jordens atmosfære. Utseendet til disse ladede partiklene i visse områder av atmosfæren og i visse høyder er et resultat av interaksjon sol-vind Med magnetfelt Jord.
Aerosol" href="/text/category/ayerozolmz/" rel="bookmark">aerosolspredning av støv og fuktighet, disse er hovedårsaken til nedbrytning solfylt farge(forskjell). I senit-posisjonen oppstår forekomsten av solstrålen på aerosolkomponentene i luften nesten i rett vinkel, deres lag mellom observatørens øyne og solen er ubetydelig. Jo lavere solen går ned til horisonten, jo mer øker lagtykkelsen atmosfærisk luft og mengden aerosolsuspensjon i den. Solens stråler, i forhold til observatøren, endrer innfallsvinkelen på suspenderte partikler, og deretter observeres spredning av sollys. Så, som nevnt ovenfor, består sollys av syv primærfarger. Hver farge er som elektromagnetisk bølge, har sin egen lengde og evne til å spre seg i atmosfæren. Primærfargene i spekteret er ordnet i rekkefølge på en skala, fra rød til fiolett. Minst evne Rødfargen er utsatt for spredning (og derfor absorpsjon) i atmosfæren. Med fenomenet spredning blir alle farger som følger rødt på skalaen spredt av komponentene i aerosolsuspensjonen og absorbert av dem. Observatøren ser bare rød farge. Dette betyr at jo tykkere laget av atmosfærisk luft er, jo høyere tetthet av det suspenderte stoffet, jo flere stråler i spekteret vil bli spredt og absorbert. Berømt et naturfenomen: etter det kraftige utbruddet av Krakatoa-vulkanen i 1883, i forskjellige steder planeten, i flere år ble uvanlig lyse, røde solnedganger observert. Dette forklares med den kraftige frigjøringen av vulkansk støv til atmosfæren under utbruddet.
Jeg tror at min forskning ikke vil ende her. Jeg har fortsatt spørsmål. Jeg vil vite:
Hva skjer når lysstråler passerer gjennom ulike væsker og løsninger;
Hvordan lys reflekteres og absorberes.
Etter å ha fullført dette arbeidet, ble jeg overbevist om hvor mange fantastiske og nyttige ting det er for praktiske aktiviteter kan innebære fenomenet lysbrytning. Det var dette som gjorde at jeg kunne forstå hvorfor solnedgangen er rød.
Litteratur
1. , Fysikk. Kjemi. 5-6 karakterer Lærebok. M.: Bustard, 2009, s.106
2. Damaskstålfenomener i naturen. M.: Education, 1974, 143 s.
3. "Hvem lager regnbuen?" – Kvant 1988, nr. 6, s. 46.
4. Newton I. Forelesninger om optikk. Tarasov i naturen. – M.: Utdanning, 1988
Internett-ressurser:
1. http://potomi. ru/ Hvorfor er himmelen blå?
2. http://www. voprosy-kak-i-pochemu. ru Hvorfor er himmelen blå?
3. http://expirience. ru/category/education/
Vi er alle vant til at fargen på himmelen er en variabel egenskap. Tåke, skyer, tid på dagen - alt påvirker fargen på kuppelen over hodet. Det daglige skiftet opptar ikke hodet til de fleste voksne, noe som ikke kan sies om barn. De lurer stadig på hvorfor himmelen er fysisk blå eller hva som gjør en solnedgang rød. La oss prøve å forstå disse ikke så enkle spørsmålene.
Foranderlig
Det er verdt å starte med å svare på spørsmålet om hva himmelen faktisk representerer. I eldgamle verden det ble virkelig sett på som en kuppel som dekket jorden. I dag er det imidlertid knapt noen som vet at uansett hvor høyt den nysgjerrige oppdageren reiser seg, vil han ikke kunne nå denne kuppelen. Himmelen er ikke en ting, men snarere et panorama som åpner seg når det sees fra planetens overflate, et slags utseende vevd av lys. Dessuten, hvis du observerer fra forskjellige punkter, kan det se annerledes ut. Så fra å heve seg over skyene åpner det seg en helt annen utsikt enn fra bakken på dette tidspunktet.
En klar himmel er blå, men så snart skyer kommer inn, blir den grå, blyaktig eller skittenhvit. Nattehimmelen er svart, noen ganger kan du se rødlige områder på den. Dette er refleksjonen av byens kunstige belysning. Årsaken til alle slike endringer er lys og dets interaksjon med luft og partikler. ulike stoffer i han.
Fargens natur
For å svare på spørsmålet om hvorfor himmelen er blå fra et fysikksynspunkt, må vi huske hva fargen er. Dette er en bølge av en viss lengde. Lys som kommer fra solen til jorden blir sett på som hvitt. Det har vært kjent siden Newtons eksperimenter at det er en stråle av syv stråler: rød, oransje, gul, grønn, blå, indigo og fiolett. Farger varierer i bølgelengde. Det rød-oransje spekteret inkluderer bølger som er de mest imponerende i denne parameteren. deler av spekteret er preget av korte bølgelengder. Nedbrytningen av lys til et spektrum skjer når det kolliderer med molekyler av ulike stoffer, og noen av bølgene kan absorberes, og noen kan spres.
Undersøkelse av årsaken
Mange forskere har forsøkt å forklare hvorfor himmelen er blå når det gjelder fysikk. Alle forskere forsøkte å oppdage et fenomen eller en prosess som sprer lys i planetens atmosfære på en slik måte at som et resultat bare blått lys når oss. De første kandidatene til rollen som slike partikler var vann. Det ble antatt at de absorberer rødt lys og sender blått lys, og som et resultat ser vi en blå himmel. Etterfølgende beregninger viste imidlertid at mengden av ozon, iskrystaller og vanndampmolekyler i atmosfæren ikke er nok til å gi himmelen en blå farge.
Årsaken er forurensning
På neste nivå Forskning av John Tyndall antydet at støv spiller rollen som de ønskede partiklene. Blått lys har størst motstand mot spredning, og er derfor i stand til å passere gjennom alle lag med støv og andre suspenderte partikler. Tindall gjennomførte et eksperiment som bekreftet hans antagelse. Han laget en smogmodell i laboratoriet og belyste den med sterkt hvitt lys. Smogen fikk en blå fargetone. Forskeren kom med en entydig konklusjon fra sin forskning: himmelens farge bestemmes av støvpartikler, det vil si at hvis jordens luft var ren, ville himmelen over folks hoder ikke lyse blått, men hvitt.
Herrens forskning
Det siste punktet på spørsmålet om hvorfor himmelen er blå (fra et fysikksynspunkt) ble satt av den engelske vitenskapsmannen, Lord D. Rayleigh. Han beviste at det ikke er støv eller smog som farger rommet over hodene våre i skyggen vi er kjent med. Det er i selve luften. Gassmolekyler absorberer de fleste og først og fremst de lengste bølgelengdene, tilsvarende rødt. Det blå forsvinner. Det er nettopp slik vi i dag forklarer fargen på himmelen vi ser i klart vær.
De som er oppmerksomme, vil legge merke til at, etter forskernes logikk, bør kuppelen over hodet være lilla, siden denne fargen har den korteste bølgelengden i det synlige området. Dette er imidlertid ikke en feil: andelen fiolett i spekteret er mye mindre enn blått, og menneskelige øyne er mer følsomme for sistnevnte. Faktisk er det blå vi ser et resultat av å blande blått med fiolett og noen andre farger.
Solnedganger og skyer
Det vet alle i annen tid dager du kan se annen farge himmel. Bilder av vakre solnedganger over havet eller innsjøen er en perfekt illustrasjon på dette. Alle slags nyanser av rødt og gult kombinert med blått og mørkeblått gjør et slikt opptog uforglemmelig. Og det forklares med den samme spredningen av lys. Faktum er at under solnedgang og daggry må solstrålene reise en mye lengre vei gjennom atmosfæren enn på høyden av dagen. I dette tilfellet er lyset fra den blågrønne delen av spekteret spredt i forskjellige retninger og skyer som ligger nær horisonten blir farget i røde nyanser.
Når himmelen blir overskyet, endres bildet fullstendig. ute av stand til å overvinne det tette laget, og mest av de når rett og slett ikke bakken. Strålene som klarte å passere gjennom skyene møtes med vanndråper med regn og skyer, som igjen forvrenger lyset. Som et resultat av alle disse transformasjonene når hvitt lys jorden hvis skyene er små i størrelse, og grått lys når himmelen er dekket av imponerende skyer som absorberer en del av strålene for andre gang.
Andre himmel
Det er interessant det på andre planeter solsystemet Sett fra overflaten kan man se en himmel som er veldig forskjellig fra den på jorden. På romobjekter fratatt atmosfæren, når solstrålene fritt overflaten. Som et resultat er himmelen her svart, uten noen skygge. Dette bildet kan sees på Månen, Merkur og Pluto.
Marshimmelen har en rød-oransje fargetone. Årsaken til dette ligger i støvet som fyller planetens atmosfære. Hun er malt inn forskjellige nyanser rød og oransje. Når solen stiger over horisonten, blir marshimmelen rosa-rød, mens området som umiddelbart omgir armaturets skive virker blått eller til og med fiolett.
Himmelen over Saturn har samme farge som på jorden. Akvamarinhimmelen strekker seg over Uranus. Årsaken ligger i metandisen som ligger i de øvre planetene.
Venus er skjult for forskeres øyne av et tett lag med skyer. Det tillater ikke stråler fra det blågrønne spekteret å nå overflaten av planeten, så himmelen her er guloransje med en grå stripe langs horisonten.
Å utforske verdensrommet over dagen avslører ikke mindre underverk enn å studere stjernehimmelen. Å forstå prosessene som skjer i skyene og bak dem bidrar til å forstå årsaken til ting som er ganske kjent for den gjennomsnittlige personen, som imidlertid ikke alle kan forklare med en gang.
Hvorfor er himmelen blå? Det er vanskelig å finne svar på et så enkelt spørsmål. Mange forskere tråkket hjernen på jakt etter et svar. Den beste løsningen problemer foreslått for rundt 100 år siden engelsk fysiker Lord John Rayleigh.
Solen sender ut blendende rent hvitt lys. Dette betyr at fargen på himmelen skal være den samme, men den er fortsatt blå. Hva skjer med hvitt lys i jordens atmosfære?
Hvitt lys er en blanding av fargede stråler. Ved hjelp av et prisme kan vi lage en regnbue.
Prismet deler den hvite strålen i fargede striper:
■rød
■oransje
■ Gul
■ Grønn
■ Blått
■ Blått
■ Lilla
Ved å kombinere sammen danner disse strålene igjen hvitt lys. Det kan antas at sollys først deles i fargede komponenter. Så skjer det noe, og bare blå stråler når jordens overflate.
Så hvorfor er himmelen blå?
Det er flere mulige forklaringer. Luften rundt jorden er en blanding av gasser: nitrogen, oksygen, argon og andre. Det er også vanndamp og iskrystaller i atmosfæren. Støv og andre partikler er suspendert i luften fine partikler. I de øvre lagene av atmosfæren er det et lag med ozon. Kan dette være årsaken? Noen forskere mente at ozon- og vannmolekyler absorberer røde stråler og overfører blå. Men det viste seg at det rett og slett ikke var nok ozon og vann i atmosfæren til å farge himmelen blå.
I 1869, en engelskmann John Tindall antydet at støv og andre partikler sprer lys. Blått lys spres inn minste grad og passerer gjennom lag av slike partikler og når jordens overflate. I laboratoriet sitt skapte han en modell av smog og belyste den med en knallhvit stråle. Smogen ble dyp blå. Tindall bestemte at hvis luften var helt klar, ville ingenting spre lyset, og vi kunne beundre den knallhvite himmelen. Lord Rayleigh støttet også denne ideen, men ikke lenge. I 1899 publiserte han sin forklaring:
Det er luft, ikke støv eller røyk, som farger himmelen blå.
Hovedteorien om den blå fargen på himmelen
Noen av solstrålene passerer mellom gassmolekyler uten å kollidere med dem og når jordoverflaten uendret. Den andre, større delen absorberes av gassmolekyler. Når fotoner absorberes, blir molekyler opphisset, det vil si at de lades med energi, og sender den ut i form av fotoner. Disse sekundære fotonene har forskjellige lengder bølger og kan være hvilken som helst farge - fra rød til lilla. De sprer seg i alle retninger: mot jorden, og mot solen, og til sidene. Lord Rayleigh foreslo at fargen på den utsendte strålen avhenger av overvekten av kvanter av en eller annen farge i strålen. Når et gassmolekyl kolliderer med fotoner av solstråler, er det åtte blå kvanter per sekundær rød kvante.
Hva er resultatet? Intens blått lys strømmer bokstavelig talt ned over oss fra alle retninger fra milliarder av gassmolekyler i atmosfæren. Dette lyset har fotoner av andre farger blandet inn, så det er ikke rent blått.
Hvorfor er solnedgangen rød?
Men himmelen er ikke alltid blå. Spørsmålet dukker naturligvis opp: om vi ser gjennom hele dagen blå himmel hvorfor er solnedgangen rød? Rød farge er minst spredt av gassmolekyler. Under solnedgang nærmer solen seg horisonten og Solstråle rettet mot jordoverflaten ikke vertikalt, som om dagen, men i en vinkel.
Derfor er veien den tar gjennom atmosfæren mye Dessuten at det foregår på dagtid når solen står høyt. På grunn av dette blir det blå-blå spekteret absorbert i et tykt lag av atmosfæren, og når ikke jorden. Og lengre lysbølger av det rød-gule spekteret når jordoverflaten, og farger himmelen og skyene i de røde og gule fargene som er karakteristiske for solnedgang.
Vitenskapelig forklaring
Ovenfor ga vi svaret sammenlignende på enkelt språk. Nedenfor siterer vi begrunnelsen ved å bruke vitenskapelige termer og formler.
Utdrag fra Wiki:
Grunnen til at himmelen ser blå ut er fordi luften sprer kortbølgelengdelys mer enn langbølgelengdelys. Intensiteten til Rayleigh-spredning, forårsaket av fluktuasjoner i antall molekyler av luftgasser i volumer som står i forhold til bølgelengdene til lys, er proporsjonal med 1/λ 4, λ er bølgelengden, dvs. det fiolette området synlig spektrum spres omtrent 16 ganger mer intenst enn rødt. Fordi blått lys har en kortere bølgelengde, på slutten av det synlige spekteret, er det spredt mer ut i atmosfæren enn rødt lys. På grunn av dette har den delen av himmelen utenfor solretningen en blå farge (men ikke fiolett, siden solspektrum ujevn og intensiteten av den fiolette fargen i den er mindre, og også på grunn av den mindre følsomheten til øyet for lilla farge og mer til blå, som irriterer ikke bare de som er følsomme for blå farge kjegler i netthinnen, men også følsomme for røde og grønne stråler).
Under solnedgang og daggry beveger lyset seg tangentielt til jordoverflaten, slik at banen som lyset i atmosfæren reiser blir mye lengre enn om dagen. På grunn av dette blir det meste av det blå og jevne grønne lyset spredt fra direkte sollys, så det direkte lyset fra solen, samt skyene den lyser opp og himmelen nær horisonten, er farget rødt.
Sannsynligvis, med en annen sammensetning av atmosfæren, for eksempel på andre planeter, kan fargen på himmelen, inkludert ved solnedgang, være annerledes. For eksempel er fargen på himmelen på Mars rødlig rosa.
Spredning og absorpsjon er hovedårsakene til svekkelsen av lysintensiteten i atmosfæren. Spredning varierer som en funksjon av forholdet mellom diameteren til spredningspartikkelen og bølgelengden til lyset. Når dette forholdet er mindre enn 1/10, oppstår Rayleigh-spredning, hvor spredningskoeffisienten er proporsjonal med 1/λ 4 . Ved større verdier av forholdet mellom størrelsen på spredningspartiklene og bølgelengden, endres spredningsloven i henhold til Gustave Mie-ligningen; når dette forholdet er større enn 10, brukes lovene for geometrisk optikk med tilstrekkelig nøyaktighet for praksis.
Himmelens skjønnhet har blitt skildret mer enn en gang av kunstnere, beskrevet av forfattere og poeter, selv folk som er veldig langt fra kunst, stirrer inn i denne forlokkende avgrunnen, beundrer den, og finner verken ord eller tilstrekkelige følelser til å uttrykke de følelsene som rører sjel og sinn. Høydene tiltrekker seg en person i en hvilken som helst rolle, den er vakker med sin krystallblå overflate, ikke mindre attraktiv er dens sydende strømmer av hvitgrå skyer, erstattet av lyse inneslutninger av cirrusskyer eller frodige cumulus-"lam". Og uansett hvor melankolsk den overskyede himmelen kan se ut, omsluttende med sin dybde, øredøvende og undertrykkende med hele sin masse, forårsaker den også en storm av følelser og opplevelser, som bringer tankene til en spesiell bølge.
Skjønnhet blir sett av betrakteren
Hver person oppfatter verden annerledes. For noen er det dystert og grått, mens andre tvert imot bare ser en blomstrende, grønn planet full av farger. Vi vurderer også himmelen over hodet på en annen måte. Hvis vi tar hensyn til en person med vanlig fargeoppfatning, vil han se himmelen slik den vanligvis anses - blå, grå, rosa ved solnedgang, røykgrå ved daggry.
Faktisk er disse fargene bare det øynene og hjernen våre er i stand til å formidle til oss. Det er lettest for menneskeøyne å oppfatte en overskyet himmel som grå. I klart vær har vi endeløse asurblå overhead, men i virkeligheten er den atmosfæriske kuppelen nærmere fiolett nyanse, hvis du ser på det fra jorden.
I denne publikasjonen vil vi finne ut hvorfor himmelen er grå på en overskyet dag og hva som bestemmer metningen til denne fargen, vi vil også finne ut hvordan fargen endres gjennom dagen og året og hva som påvirker disse prosessene.
Bunnløst hav over
Over territoriet europeiske land Himmelen i den varme årstiden forbløffer vanligvis med sin rikdom Noen ganger kan du si om den at den er blåblå. Men hvis vi bruker minst én dag til det som skjer over hodet og observerer nøye naturlige prosesser, så kan du legge merke til en fargegradering, som endrer seg veldig fra det øyeblikket solen står opp til det øyeblikket den går helt ned.
Om sommeren virker himmelen så klar og visuelt høy på grunn av lav luftfuktighet, mangel på stor kvantitet skyer som, samler vann, gradvis synker nærmere bakken. I klart vær ser ikke blikket vårt hundrevis av meter frem, men i en avstand på 1-1,5 km. Det er derfor vi oppfatter himmelen som høy og lys - fraværet av forstyrrelser i banen til lysstråler i atmosfæren sikrer at de ikke brytes, og øynene oppfatter fargen som blå.
Hvorfor skifter himmelen farge
Denne endringen er beskrevet av vitenskapen, men ikke så pittoresk som av forfattere, og kalles diffus stråling av himmelen. Snakker i et enkelt og tilgjengelig språk for leseren, kan prosessene med fargedannelse på himmelen forklares som følger. Lyset som solen sender ut passerer gjennom luftlaget rundt jorden, som sprer det. Denne prosessen skjer enklere med bølger med kort lengde. Ved maksimal stigning himmelsk kropp over planeten vår, på et punkt utenfor dens retning, vil den lyseste og mest mettede blå fargen bli observert.
Men når solen går ned eller står opp, beveger strålene dens tangensielt til jordens overflate, lyset som sendes ut av dem trenger å reise mer lang vei, som betyr at de sprer seg i luften i mye større grad enn om dagen. Som et resultat oppfatter en person himmelen i rosa og røde farger om morgenen og kvelden. Dette fenomenet er mest synlig når det er overskyet himmel over oss. Skyer og skyer blir da veldig lyse, gløden fra solnedgangen farger dem fantastisk
Stormstål
Men hva er en overskyet himmel? Hvorfor blir det slik? Dette fenomenet er et av leddene i naturens vannsyklus. Stiger oppover i form av damp, kommer vannpartikler inn i det atmosfæriske laget med lavere temperatur. Akkumulerer og kjøler på Stor høyde, de forbinder med hverandre, blir til dråper. I det øyeblikket når disse partiklene fortsatt er veldig små, vises vakre hvite cumulusskyer for øynene våre. Men jo større dråpene blir, jo mer grått er det i skyene.
Noen ganger, når du ser på himmelen som disse enorme "lammene" flyter gjennom, kan du se at en del av dem er malt grå, mens andre til og med får en dundrende stålfarge. Denne transformasjonen forklares av det faktum at dråper i skyer har forskjellige størrelser og form, og det er derfor de bryter lyset annerledes. Når himmelen er helt overskyet, er den helt malt i musete gråtoner, bare hvitt lys når oss.
Store røykfylte vidder
Det er dager da den grå skyete himmelen ikke har en eneste lysning. Dette skjer når konsentrasjonen av skyer og skyer er veldig høy, de omslutter hele det visuelle rommet over. Noen ganger blir de oppfattet som en enorm pressende masse, klare til å kollapse på hodet ditt. Dessuten er dette fenomenet mest karakteristisk demonstrert om høsten og vinteren, når lufttemperaturen er lav, men luftfuktigheten tvert imot er høy og er på nivået 80-90%.
På slike dager er skyene veldig nær jordoverflaten de befinner seg bare hundre eller to meter fra den. Beskrivelsen av en overskyet himmel har ofte melankolske og depressive toner, og dette henger mest sannsynlig nettopp sammen med de følelsene som oppstår når du føler deg alene med denne dystre kolossen, klar til å falle over deg med regn og kulde.
Men alt kunne vært annerledes...
Hvilke toner himmelen spiller avhenger av intensiteten lysstråling og bølgelengder som når planeten, så om vinteren også i klare dager den er gråblå. Men jo nærmere våren er og jo høyere solen er, desto lysere blir den blå, spesielt på dager da disen i den øvre atmosfæren, som forvrenger lyset, forsvinner.
Forskere har funnet ut at på andre planeter har himmelen kanskje ikke de blå og blå fargene vi er vant til. grå farger, på Mars, for eksempel, er den rosa selv på høyden av dagslys.