Gökyüzünün renginin değişken bir özellik olduğu gerçeğine hepimiz alışığız. Sis, bulutlar, günün saati - her şey kubbenin rengini etkiler. Günlük vardiyası çoğu yetişkinin aklını meşgul etmiyor ki bu çocuklar için söylenemez. Sürekli olarak gökyüzünün neden fiziksel olarak mavi olduğunu veya gün batımını kırmızı yapan şeyin ne olduğunu merak ediyorlar. Bu kadar basit olmayan soruları anlamaya çalışalım.
Değiştirilebilir
Gökyüzünün gerçekte neyi temsil ettiği sorusunu yanıtlayarak başlamaya değer. İÇİNDE antik dünya gerçekten Dünya'yı kaplayan bir kubbe olarak görülüyordu. Ancak günümüzde meraklı kaşifin ne kadar yükseğe çıkarsa çıksın bu kubbeye ulaşamayacağını bilmeyen yoktur. Gökyüzü bir nesne değil, gezegenin yüzeyinden bakıldığında açılan bir panorama, ışıktan örülmüş bir tür görünüm. Üstelik şuradan gözlemlerseniz farklı noktalar farklı görünebilir. Yani bulutların üzerine çıkmak şu anda yerden tamamen farklı bir manzara açıyor.
Açık bir gökyüzü mavidir, ancak bulutlar içeri girer girmez gri, kurşuni veya kirli beyaz olur. Gece gökyüzü siyahtır, bazen üzerinde kırmızımsı alanlar görebilirsiniz. Bu şehrin yapay aydınlatmasının yansımasıdır. Tüm bu değişikliklerin nedeni ışık ve onun hava ve parçacıklarla etkileşimidir. çeşitli maddeler içinde.
Rengin doğası
Fizik açısından gökyüzünün neden mavi olduğu sorusuna cevap verebilmek için rengin ne olduğunu hatırlamamız gerekiyor. Bu belli uzunlukta bir dalgadır. Güneş'ten Dünya'ya gelen ışık beyaz renkte görülür. Newton'un deneylerinden bu yana bunun yedi ışından oluşan bir ışın olduğu biliniyor: kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, çivit mavisi ve mor. Renkler dalga boyuna göre farklılık gösterir. Kırmızı-turuncu spektrum, bu parametrede en etkileyici olan dalgaları içerir. Spektrumun bazı kısımları kısa dalga boylarıyla karakterize edilir. Işığın bir spektruma ayrışması, çeşitli maddelerin molekülleri ile çarpıştığında meydana gelir ve dalgaların bir kısmı emilebilir ve bir kısmı saçılabilir.
Sebebin araştırılması
Birçok bilim insanı gökyüzünün neden mavi olduğunu fizik açısından açıklamaya çalışmıştır. Tüm araştırmacılar, gezegenin atmosferindeki ışığı, sonuç olarak bize yalnızca mavi ışığın ulaşacağı şekilde dağıtan bir olguyu veya süreci keşfetmeye çalıştı. Bu tür parçacıkların rolüne ilk adaylar suydu. Kırmızı ışığı emip mavi ışığı ilettiklerine ve bunun sonucunda mavi bir gökyüzü gördüğümüze inanılıyordu. Ancak daha sonra yapılan hesaplamalar, atmosferdeki ozon, buz kristalleri ve su buharı moleküllerinin miktarının gökyüzünü oluşturmaya yetmediğini gösterdi. mavi renk.
Nedeni kirlilik
Açık sonraki aşama John Tyndall'ın araştırması, tozun istenen parçacıkların rolünü oynadığını öne sürdü. Mavi ışık saçılmaya karşı en yüksek dirence sahiptir ve bu nedenle tüm toz katmanlarından ve diğer asılı parçacıklardan geçebilir. Tindall, varsayımını doğrulayan bir deney yaptı. Laboratuvarda bir duman modeli oluşturdu ve onu parlak beyaz ışıkla aydınlattı. Duman mavi bir renk aldı. Bilim adamı araştırmasından kesin bir sonuç çıkardı: Gökyüzünün rengi toz parçacıkları tarafından belirlenir, yani Dünya'nın havası temiz olsaydı, insanların başlarının üzerindeki gökyüzü mavi değil beyaz parlardı.
Tanrı'nın Araştırması
Gökyüzünün neden mavi olduğu sorusuna (fizik açısından) son nokta İngiliz bilim adamı Lord D. Rayleigh tarafından ortaya atıldı. Başımızın üstündeki alanı alışık olduğumuz gölgede renklendiren şeyin toz ya da duman olmadığını kanıtladı. Havanın kendisi. Gaz molekülleri, kırmızıya eşdeğer olan en uzun dalga boylarının çoğunu ve esas olarak emer. Mavi dağılıyor. Bugün açık havalarda gördüğümüz gökyüzünün rengini tam olarak bu şekilde açıklıyoruz.
Dikkatli olanlar, bilim adamlarının mantığını takip ederek kubbe tepesinin mor olması gerektiğini fark edeceklerdir, çünkü bu renk görünür aralıktaki en kısa dalga boyuna sahiptir. Ancak bu bir hata değil: Spektrumdaki menekşe oranı maviden çok daha küçüktür ve insan gözü ikincisine karşı daha duyarlıdır. Aslında gördüğümüz mavi, mavinin menekşe ve diğer bazı renklerle karıştırılmasının sonucudur.
Gün batımı ve bulutlar
Bunu herkes biliyor farklı zamanlar görebileceğin günler farklı renk gökyüzü. Deniz veya göl üzerindeki güzel gün batımlarının fotoğrafları bunun mükemmel bir örneğidir. Kırmızı ve sarının her türlü tonu, mavi ve lacivertle birleşerek böyle bir gösteriyi unutulmaz kılıyor. Ve bu, ışığın aynı saçılmasıyla açıklanmaktadır. Gerçek şu ki, gün batımı ve şafak vakti, güneş ışınlarının atmosferde günün en yüksek noktasına göre çok daha uzun bir yol kat etmesi gerekir. Bu durumda spektrumun mavi-yeşil kısmından gelen ışık saçılır. farklı taraflar ufka yakın bulutlar ise kırmızı tonlarında renkleniyor.
Gökyüzü bulutlandığında resim tamamen değişir. yoğun katmanın üstesinden gelemeyen ve en sadece yere ulaşmazlar. Bulutların arasından geçmeyi başaran ışınlar, yağmurun su damlaları ve bulutlarla buluşuyor ve bu da yine ışığı bozuyor. Tüm bu dönüşümler sonucunda bulutlar küçükse beyaz ışık yere ulaşır, gökyüzü etkileyici bulutlarla kaplandığında ise ışınların bir kısmını ikinci kez soğuran gri ışık oluşur.
Diğer gökler
İlginçtir ki diğer gezegenlerde güneş sistemi Yüzeyden bakıldığında dünyadakinden çok farklı bir gökyüzü görülür. Açık uzay nesneleri Atmosferden yoksun kalan güneş ışınları yüzeye serbestçe ulaşır. Sonuç olarak burada gökyüzü siyahtır ve gölge yoktur. Bu resim Ay, Merkür ve Plüton'da görülebilir.
Mars gökyüzünün kırmızı-turuncu bir tonu vardır. Bunun nedeni gezegenin atmosferini dolduran tozda yatıyor. O boyalı farklı tonlar kırmızı ve turuncu. Güneş ufkun üzerine yükseldiğinde, Mars'ın gökyüzü pembemsi kırmızıya dönerken, armatürün diskini hemen çevreleyen alan mavi ve hatta mor görünür.
Satürn'ün üzerindeki gökyüzü Dünya'dakiyle aynı renktedir. Akuamarin gökyüzü Uranüs'ün üzerinde uzanıyor. Bunun nedeni üst gezegenlerde bulunan metan pusunda yatmaktadır.
Venüs yoğun bir bulut tabakasıyla araştırmacıların gözünden gizlenmiştir. Mavi-yeşil spektrumdaki ışınların gezegenin yüzeyine ulaşmasına izin vermiyor, bu nedenle burada gökyüzü sarı-turuncu ve ufuk boyunca gri bir şerit var.
Gündüzleri başınızın üzerindeki alanı keşfetmek, yıldızlı gökyüzünü incelemekten daha az mucizeyi ortaya çıkarmaz. Bulutlarda ve onların arkasında meydana gelen süreçleri anlamak, ortalama bir insanın oldukça aşina olduğu ancak herkesin hemen açıklayamadığı şeylerin nedenini anlamaya yardımcı olur.
Gökyüzü neden mavi? Güneş neden sarıdır? Çok doğal olan bu sorular, eski çağlardan beri insanın önünde ortaya çıkmıştır. Ancak bu olayların doğru bir açıklamasını elde etmek için Orta Çağ'ın ve daha sonraki zamanların seçkin bilim adamlarının çabaları gerekti. XIX sonu V.
Hangi hipotezler vardı? Gökyüzünün rengini açıklamak için farklı zamanlarda hangi hipotezler ortaya atılmıştır? 1. hipotez Karanlık bir şöminenin arka planında dumanın nasıl mavimsi bir renk kazandığını gözlemleyen Leonardo da Vinci şunu yazdı: ... karanlığın üzerindeki aydınlık maviye döner, aydınlık ve karanlık ne kadar güzel olursa o kadar güzel olur." Goethe yaklaşık olarak aynı noktaya bağlı kaldı. görüş, kim sadece dünya çapında değildi ünlü şair, ama aynı zamanda zamanının en büyük doğa bilimcisidir. Ancak gökyüzünün rengine ilişkin bu açıklamanın savunulamaz olduğu ortaya çıktı, çünkü daha sonra açıkça görüldüğü gibi, siyah ve beyazın karıştırılması renkli tonlar değil, yalnızca gri tonlar üretebilir. Mavişömineden çıkan duman tamamen farklı bir süreçten kaynaklanır.
Hangi hipotezler vardı? Hipotez 2 Girişimin keşfedilmesinden sonra, özellikle ince filmler Newton gökyüzünün rengini açıklamak için girişim uygulamaya çalıştı. Bunu yapabilmek için su damlacıklarının sabun köpüğü gibi ince duvarlı kabarcıklar şeklinde olduğunu varsayması gerekiyordu. Ancak atmosferdeki su damlacıkları aslında küre şeklinde olduğundan bu hipotez de çok geçmeden patladı. kabarcık.
Hangi hipotezler vardı? 3 hipotez Bilim adamları XVIII V. Marriott, Bouguer, Euler gökyüzünün mavi renginin kendi rengiyle açıklandığını düşünüyorlardı bileşenler hava. Bu açıklama daha sonra, 19. yüzyılda, şu tespit edildiğinde bir miktar onay bile aldı: sıvı oksijen rengi mavidir ve sıvı ozon mavidir. O. B. Saussure gökyüzünün rengine ilişkin doğru açıklamaya en çok yaklaşan kişiydi. Hava tamamen saf olsaydı gökyüzünün siyah olacağına, ancak havanın ağırlıklı olarak mavi rengi yansıtan yabancı maddeler (özellikle su buharı ve su damlacıkları) içerdiğine inanıyordu.
Araştırmanın sonuçları: İnce, katı bir yapı yaratan ilk kişi matematiksel teoriışığın atmosferdeki moleküler saçılımı İngilizceydi bilim adamı Rayleigh. Işık saçılımının seleflerinin düşündüğü gibi safsızlıklar üzerinde değil, hava moleküllerinin kendisinde meydana geldiğine inanıyordu. Gökyüzünün rengini açıklamak için Rayleigh teorisinin sonuçlarından yalnızca birini sunuyoruz:
Çalışmanın sonuçları: Saçılan ışınların karışımının rengi mavi olacaktır Saçılan ışığın parlaklığı veya yoğunluğu, saçılan parçacık üzerine gelen ışığın dalga boyunun dördüncü kuvvetiyle ters orantılı olarak değişir. Bu nedenle moleküler saçılma, ışığın dalga boyundaki en ufak değişikliğe karşı son derece duyarlıdır. Örneğin, mor ışınların dalga boyu (0,4 µm), kırmızı ışınların (0,8 µm) dalga boyunun yaklaşık yarısı kadardır. Bu nedenle mor ışınlar kırmızı ışınlardan 16 kat daha fazla saçılacak ve eşit yoğunluk Dağınık ışıkta 16 kat daha fazla gelen ışın olacaktır. Görünür spektrumun diğer tüm renkli ışınları (mavi, camgöbeği, yeşil, sarı, turuncu), her birinin dalga boyunun dördüncü kuvvetiyle ters orantılı miktarlarda dağınık ışığa dahil edilecektir. Şimdi tüm renkli saçılmış ışınlar bu oranda karıştırılırsa, saçılmış ışınların karışımının rengi mavi olacaktır.
Edebiyat: S.V. Zvereva. Güneş ışığı dünyasında L., Gidrometeoizdat, 1988.
Peki etrafımızdaki şeyleri renkli kılan kaç farklı renk vardır? VE bilimsel bilgi Bu soruların çoğuna zaten cevap verilebilir. Örneğin, açıkla gökyüzü rengi.
Başlangıç olarak, beyaz güneşin bir cam prizmadan geçerken bozunmasını gözlemleyen büyük Isaac Newton'dan bahsetmemiz gerekecek. Gördüğü şeye artık fenomen deniyor farklılıklar ve çok renkli resmin kendisi - spektrum. Ortaya çıkan renkler gökkuşağının renkleriyle tam olarak eşleşti. Yani Newton laboratuvarda bir gökkuşağı gözlemledi! 18. yüzyılın sonlarında yaptığı deneyler sayesinde beyaz ışığın bir karışım olduğu tespit edildi. çeşitli renkler. Üstelik aynı Newton, spektrum halinde ayrıştırılan ışığın tekrar karıştırılması durumunda beyaz ışığın elde edileceğini kanıtladı. 19. yüzyılda ışığın saniyede 300.000 km gibi büyük bir hızla yayıldığı gösterildi. elektromanyetik dalgalar. Ve zaten geçen yüzyılın başında bu bilgi, bir miktar ışık fikriyle destekleniyordu - foton. Dolayısıyla ışığın hem dalga hem de parçacık olmak üzere ikili bir doğası vardır. Bu birleşme birçok olgunun, özellikle de ısıtılmış cisimlerin termal radyasyon spektrumunun açıklaması haline geldi. Bizimki de böyle.
Bu girişten sonra konumuza geçmenin zamanı geldi. Gökyüzünün mavi rengi... Kim hayatında en az birkaç kez hayran kalmamıştır ki! Peki suçun atmosferdeki ışık saçılımı olduğunu söylemek bu kadar basit mi? Peki ışıkta gökyüzünün rengi neden mavi değil? dolunay? Mavi renk neden gökyüzünün her yerinde aynı değildir? Güneş doğup battığında gökyüzünün rengine ne olur? Sonuçta sarı, pembe ve hatta yeşil olabilir. Ancak bunlar yine de saçılmanın özellikleridir. Bu nedenle, ona daha ayrıntılı olarak bakalım.
Gökyüzünün rengi ve özelliklerinin açıklaması, ışığın saçılımını inceleyen İngiliz fizikçi John William Rayleigh'e aittir. Gökyüzünün renginin, saçılmanın ışığın frekansına bağımlılığıyla belirlendiğine dikkat çeken oydu. Güneş'ten havaya giren radyasyon, havayı oluşturan gaz molekülleri ile etkileşime girer. Ve enerjiden beri ışık kuantumu- foton, ışık dalga boyunun azalmasıyla artar, ardından en çok artar güçlü etki Gaz molekülleri, daha doğrusu bu moleküllerdeki elektronlar, mavi ve mor kısımlardaki fotonlardan etkilenir. ışık spektrumu. varış zorunlu salınımlar Elektronlar ışık dalgasından aldıkları enerjiyi radyasyon fotonları şeklinde geri verirler. Yalnızca bu ikincil fotonlar, yalnızca başlangıçta gelen ışığın yönünde değil, her yönde zaten yayılır. Bu, ışığın saçılma süreci olacaktır. Ayrıca şunu dikkate almak gerekir: sürekli hareket hava ve yoğunluğundaki dalgalanmalar. İÇİNDE aksi takdirde siyah bir gökyüzü görürdük.
Şimdi konuya dönelim termal radyasyon tel. Spektrumundaki enerji eşit olmayan bir şekilde dağılmıştır ve Alman fizikçi Wilhelm Wien tarafından belirlenen yasalara göre açıklanmaktadır. Güneşimizin spektrumu foton enerjileri açısından da aynı derecede dengesiz olacaktır. Yani, mor kısımdan, mavi kısımdan gelen fotonlardan çok daha az, hatta mavi kısımdan daha fazla foton olacaktır. Görme fizyolojisini, yani gözümüzün mavi-yeşil renge karşı maksimum duyarlılığını da hesaba katarsak, mavi veya koyu mavi bir gökyüzü elde ederiz.
Güneş ışınının atmosferdeki yolu ne kadar uzun olursa, spektrumun mavi ve mavi bölgelerinden etkileşime girmeyen fotonların o kadar az kalacağı dikkate alınmalıdır. Bu nedenle gökyüzünün rengi düzensiz olup sabah veya akşam renkleri sarı-kırmızıdır. uzun yol atmosfer boyunca ışık. Ayrıca havada bulunan toz, duman ve diğer parçacıklar da ışığın atmosferdeki saçılımını büyük ölçüde etkiler. Bu konuyla ilgili ünlü Londra tablolarını hatırlayabiliriz. Veya 1883'te Krakatoa yanardağının patlaması sırasında meydana gelen felaketin anıları. Patlamanın atmosfere giren külleri birçok ülkede Güneş'in mavimsi rengine neden oldu Pasifik bölgesi Dünya çapında gözlenen kırmızı şafakların yanı sıra. Ancak bu etkiler zaten başka bir teoriyle açıklanıyor - ışığın dalga boyuyla orantılı parçacıkların saçılması teorisi. Bu teori dünyaya önerildi Alman fizikçi Gustav Mi. Ana fikir onun - akrabalarından dolayı bu tür parçacıklar büyük boyutlar Kırmızı ışık, mavi veya mordan daha güçlü bir şekilde dağılır.
Dolayısıyla gökyüzünün rengi şairler ve sanatçılar için sadece bir ilham kaynağı değil, aynı zamanda incelikli bir anlayışın sonucudur. fiziksel yasalar insan dehasının ortaya çıkarmayı başardığı şey.
Eserin metni görseller ve formüller olmadan yayınlanmaktadır.
Tam sürümÇalışmaya PDF formatında "Çalışma Dosyaları" sekmesinden ulaşılabilir
Sokakta oynarken bir keresinde gökyüzünü fark ettim, olağanüstüydü: dipsiz, sonsuz ve mavi, mavi! Ve bu mavi rengi yalnızca bulutlar hafifçe kaplıyordu. Merak ettim gökyüzü neden mavi? Pinokyo masalındaki tilki Alice'in şarkısı aklıma geldi hemen: “Ne mavi gökyüzü...!” ve “Hava Durumu” konusunu incelerken gökyüzünün durumunu tanımladığımız ve ayrıca mavi olduğunu söylediğimiz bir coğrafya dersi. Peki gökyüzü neden mavi? Eve geldiğimde bu soruyu anneme sordum. Bana insanların ağladığında cennetten yardım istediklerini söyledi. Gökyüzü onların gözyaşlarını alıp göl gibi maviye dönüyor. Ama annemin hikayesi sorumu tatmin etmedi. Sınıf arkadaşlarıma ve öğretmenlerime gökyüzünün neden mavi olduğunu bilip bilmediklerini sormaya karar verdim. Ankete 24 öğrenci ve 17 öğretmen katılmıştır. Anketleri işledikten sonra aşağıdaki sonuçları aldık:
Okulda coğrafya dersi sırasında öğretmene bu soruyu sordum. Bana gökyüzünün renginin fizik açısından kolayca açıklanabileceğini söyledi. Bu olaya dispersiyon denir. Vikipedi'den dağılımın, ışığı bir spektruma ayırma süreci olduğunu öğrendim. Coğrafya öğretmeni Larisa Borisovna bu fenomeni deneysel olarak gözlemlememi önerdi. Ve fizik odasına gittik. Fizik öğretmeni Vasily Aleksandrovich bu konuda bize yardım etmeyi isteyerek kabul etti. Özel ekipman kullanarak doğada dağılım sürecinin nasıl gerçekleştiğini takip edebildim.
Gökyüzü neden mavidir sorusunun cevabını bulmak için bir çalışma yapmaya karar verdik. Proje yazma fikri böyle ortaya çıktı. Danışmanımla birlikte araştırmanın konusunu, amacını ve hedeflerini belirledik, hipotez ortaya koyduk, fikrimizi hayata geçirmek için araştırma yöntem ve mekanizmalarını belirledik.
Hipotez: Işık Dünya'ya Güneş tarafından gönderilir ve çoğu zaman ona baktığımızda göz kamaştırıcı beyazlıkta görünür. Bu gökyüzünün beyaz olması gerektiği anlamına mı geliyor? Ama gerçekte gökyüzü mavidir. Çalışma sırasında bu çelişkilerin açıklamalarını bulacağız.
Hedef: Gökyüzünün neden mavi olduğu sorusunun cevabını bulun ve renginin neye bağlı olduğunu öğrenin.
Görevler: 1. Kendinizi tanıyın teorik materyal konuyla ilgili
2. Işık dağılımı olayını deneysel olarak inceleyin
3. Günün farklı saatlerinde ve farklı hava koşullarında gökyüzünün rengini gözlemleyin
Çalışmanın amacı: gökyüzü
Öğe: gökyüzünün ışığı ve rengi
Araştırma yöntemleri: analiz, deney, gözlem
İşin aşamaları:
1. Teorik
2. Pratik
3. Final: araştırma konusuna ilişkin sonuçlar
İşin pratik önemi: Araştırma materyalleri coğrafya ve fizik derslerinde öğretim modülü olarak kullanılabilir.
2. Ana bölüm.
2.1. Teorik yönler sorunlar. fenomen mavi gökyüzü fizik açısından
Gökyüzü neden mavi - bu kadar basit bir soruya cevap bulmak çok zor. Öncelikle kavramı tanımlayalım. Gökyüzü, Dünya'nın veya başka herhangi bir astronomik nesnenin yüzeyinin üzerindeki alandır. Genel olarak gökyüzüne genellikle Dünya'nın (veya başka bir astronomik nesnenin) yüzeyinden uzaya doğru bakıldığında açılan panorama denir.
Pek çok bilim adamı bir cevap bulmak için beyinlerini zorladı. Şöminedeki ateşi izleyen Leonardo da Vinci şunu yazdı: "Karanlığın üzerindeki ışık maviye döner." Ancak bugün beyaz ile siyahın birleşiminden grinin ortaya çıktığı biliniyor.
Pirinç. 1. Leonardo da Vinci'nin hipotezi
Isaac Newton neredeyse gökyüzünün rengini açıklıyordu ancak bunun için atmosferde bulunan su damlacıklarının sabun köpüğü gibi ince duvarlara sahip olduğunu varsayması gerekiyordu. Ancak bu damlaların küre olduğu, yani duvar kalınlıklarının olmadığı ortaya çıktı. Ve böylece Newton'un balonu patladı!
Pirinç. 2. Newton'un hipotezi
Sorunun en iyi çözümü yaklaşık 100 yıl önce önerildi İngiliz fizikçi Lord John Rayleigh. Ama en baştan başlayalım. Güneş kör edici beyaz bir ışık yayar, bu da gökyüzünün renginin aynı olması gerektiği anlamına gelir, ancak hala mavidir. Atmosferdeki beyaz ışığa ne olur? Sanki bir prizma gibi atmosferden geçerek yedi renge ayrılıyor. Muhtemelen şu satırları biliyorsunuzdur: Her avcı sülünlerin nerede oturduğunu bilmek ister. Bu cümlelerde gizli derin anlam. Bize görünür ışık spektrumundaki ana renkleri temsil ediyorlar.
Pirinç. 3. Beyaz ışık spektrumu.
Bu spektrumun en iyi doğal göstergesi elbette gökkuşağıdır.
Pirinç. 4 Görünür ışık spektrumu
Görünür ışık elektromanyetik radyasyon, kimin dalgaları var farklı uzunluklar. Evet ve hayır görünür ışık gözümüz bunu algılamaz. Bunlar ultraviyole ve kızılötesidir. Uzunluğu ya çok uzun ya da çok kısa olduğu için göremiyoruz. Işığı görmek, rengini algılamak anlamına gelir, ancak hangi rengi gördüğümüz dalga boyuna bağlıdır. Görünür dalgaların en uzunu kırmızı, en kısası ise mordur.
Işığın saçılma yani bir ortamda yayılma yeteneği de dalga boyuna bağlıdır. Kırmızılar ışık dalgaları en kötüsünü dağıtın, ancak mavi ve mor renkler yüksek yetenek dağılıma.
Pirinç. 5. Işık saçılma yeteneği
Ve nihayet gökyüzü neden mavidir sorumuzun cevabına yaklaştık. Yukarıda belirtildiği gibi, beyaz- herkesin bir karışımı olası renkler. Bir gaz molekülüyle çarpıştığında beyaz ışığın yedi renk bileşeninin her biri saçılır. Bu durumda, daha uzun dalgalı ışık, kısa dalgalı ışığa göre daha kötü saçılır. Bu nedenle havada kırmızıya göre 8 kat daha fazla mavi spektrum kalır. En kısa dalga olmasına rağmen mor Mor ve yeşil dalgaların karışımından dolayı gökyüzü hala mavi görünüyor. Ayrıca gözlerimiz her ikisinin de aynı parlaklıkta olması nedeniyle maviyi menekşeden daha iyi algılar. Gökyüzünün renk düzenini belirleyen de bu gerçeklerdir: Atmosfer tam anlamıyla mavi-mavi renkli ışınlarla doludur.
Ancak gökyüzü her zaman mavi değildir. Gündüzleri gökyüzünü mavi, camgöbeği, gri, akşamları ise kırmızı olarak görüyoruz. (Ek 1). Gün batımı neden kırmızıdır? Gün batımı sırasında Güneş ufka yaklaşır ve güneş ışını gündüz olduğu gibi dikey olarak değil, açılı olarak Dünya yüzeyine doğru yönlendirilir. Bu nedenle atmosferde izlediği yol oldukça fazladır. Dahası Güneş'in yüksekte olduğu gündüz saatlerinde gerçekleştiğini. Bu nedenle mavi-mavi spektrum Dünya'ya ulaşmadan önce atmosferde emilir ve kırmızı spektrumun daha uzun ışık dalgaları Dünya yüzeyine ulaşarak gökyüzünü kırmızı ve sarı tonlarına boyar. Gökyüzünün rengindeki değişim, açıkça Dünya'nın kendi ekseni etrafında dönmesiyle ve dolayısıyla ışığın Dünya'ya geliş açısıyla ilişkilidir.
2.2. Pratik yönler. Sorunu çözmenin deneysel yolu
Fizik dersinde spektrograf cihazıyla tanıştım. Fizik öğretmeni Vasily Aleksandrovich bana bu cihazın çalışma prensibini anlattı ve ardından bağımsız olarak dağılım adı verilen bir deney yaptım. Bir prizmadan geçen beyaz ışık ışını kırılır ve ekranda gökkuşağını görürüz. (Ek 2). Bu deneyim, doğanın bu muhteşem yaratımının gökyüzünde nasıl göründüğünü anlamama yardımcı oldu. Günümüzde bilim adamları, bir spektrografın yardımıyla çeşitli maddelerin bileşimi ve özellikleri hakkında bilgi edinebilmektedirler.
Fotoğraf 1. Dağılma deneyiminin gösterilmesi
fizik odası
Eve gökkuşağı almak istedim. Coğrafya öğretmenim Larisa Borisovna bana bunun nasıl yapılacağını anlattı. Spektrografın bir benzeri, içinde su, ayna, el feneri ve beyaz bir kağıt bulunan bir cam kaptı. Bir aynayı su dolu bir kaba yerleştirin ve kabın arkasına beyaz bir kağıt koyun. El fenerinin ışığını aynaya yönlendirerek yansıyan ışığın kağıdın üzerine düşmesini sağlıyoruz. Bir kağıt parçasında yine gökkuşağı belirdi! (Ek 3). Deneyi karanlık bir odada yapmak daha iyidir.
Beyaz ışığın aslında gökkuşağının tüm renklerini içerdiğini yukarıda söylemiştik. Bundan emin olabilir ve gökkuşağı renginde bir top yaparak tüm renkleri beyaza döndürebilirsiniz. (Ek 4).Çok fazla döndürürseniz renkler birleşecek ve disk beyaza dönecektir.
Aksine bilimsel açıklama Gökkuşağının oluşumu, bu fenomen atmosferdeki gizemli optik manzaralardan biri olmaya devam ediyor. İzleyin ve keyfini çıkarın!
3. Sonuç
Ebeveynlerin sıklıkla sorduğu bir sorunun cevabını arıyoruz çocuk sorusu"Gökyüzü neden mavi?" Çok ilginç ve öğretici şeyler öğrendim. Bugün hipotezimizdeki çelişkilerin bilimsel bir açıklaması var:
Bütün sır, atmosferimizdeki gökyüzünün rengindedir. hava zarfı Dünya gezegeni.
Atmosferden geçen beyaz bir güneş ışını, yedi renkli ışınlara bölünür.
Kırmızı ve turuncu ışınlar en uzun, mavi ışınlar ise en kısadır.
Mavi ışınlar Dünya'ya diğerlerinden daha az ulaşır ve bu ışınlar sayesinde gökyüzü maviye bürünür.
Gökyüzü her zaman mavi değildir ve bunun nedeni eksenel hareket Toprak.
Deneysel olarak doğada dağılımın nasıl oluştuğunu görselleştirip anlayabildik. Açık ders saati Okulda sınıf arkadaşlarıma gökyüzünün neden mavi olduğunu anlattım. Dağılma olgusunun nerede gözlemlenebileceğini bilmek de ilginçti. günlük yaşam. Birkaç tane buldum pratik alanlar bunun uygulanması benzersiz fenomen (Ek 5). Gelecekte gökyüzünü incelemeye devam etmek isterim. Daha kaç gizemi barındırıyor? Atmosferde başka hangi olaylar meydana gelir ve bunların doğası nedir? İnsanları ve dünyadaki tüm yaşamı nasıl etkiliyorlar? Belki bunlar gelecekteki araştırmalarımın konuları olacaktır.
Referanslar
1. Vikipedi - özgür ansiklopedi
2. Los Angeles Malikova. Elektronik kılavuz fizikte "Geometrik optik"
3.Peryshkin A.V. Fizik. 9. sınıf. Ders kitabı. M.: Bustard, 2014, s.202-209
4.htt;/www. voprosy-kak-ipochemu.ru
5. Kişisel fotoğraf arşivi “Golyshmanovo Üzerindeki Gökyüzü”
Ek 1.
"Golyshmanovo'nun üzerindeki gökyüzü"(kişisel fotoğraf arşivi)
Ek 2.
Spektrograf kullanarak ışığın dağılımı
Ek 3.
Evde ışık dağılımı
"gökkuşağı"
Ek 4.
Gökkuşağı üst
Üst hareketsiz Üst dönüşte
Ek 5.
İnsan hayatındaki çeşitlilik
Bir uçakta Elmas Işıklar
Araba farları
Yansıtıcı işaretler