Блакитний колір неба пов'язаний з тим, що. Який колір неба? Чому небо блакитне з погляду фізики? Гіпотези, що висуваються в різний час

Текст роботи розміщено без зображень та формул.
Повна версія роботи доступна у вкладці "Файли роботи" у форматі PDF

1. Введення.

Граючи на вулиці, я одного разу звернув увагу на небо, воно було незвичайне: бездонне, нескінченне та блакитне, блакитне! І лише хмари трохи прикривали цей блакитний колір. Я задумався, а чому небо пофарбоване у блакитний колір? Відразу згадалася пісенька лисиці Аліси з казки про Буратіно «Яке небо блакитне…!» і урок географії, де ми, вивчаючи тему «Погода», описували стан неба, і теж говорили, що воно блакитного кольору. То все-таки, чому небо блакитне? Прийшовши додому, я поставив це питання мамі. Вона мені розповіла, що, коли люди плачуть, вони просять у неба допомоги. Небо забирає їх сльозинки, тому воно як озеро стає блакитним. Але розповідь мами не задовольнила моє запитання. Я вирішив з'ясувати у своїх однокласників та вчителів, чи знають вони, чому небо блакитне? В анкетуванні взяли участь 24 учні та 17 педагогів. Опрацювавши анкети, отримали такі результати:

У школі на уроці географії це питання я поставив вчителю. Вона мені відповіла, що колір неба можна легко пояснити з погляду фізики. Це називається дисперсією. З вікіпедії я дізнався, що дисперсія – це процес розкладання світла на спектр. Вчитель з географії Лариса Борисівна запропонувала мені поспостерігати за цим явищем досвідченим шляхом. І ми вирушили до кабінету фізики. Василь Олександрович, викладач фізики, нам охоче погодився в цьому допомогти. За допомогою спеціального обладнання мені вдалося простежити, як відбувається процес дисперсії в природі.

Для того, щоб знайти відповідь на питання, чому небо блакитне ми вирішили провести дослідження. Так виникла ідея написання проекту. З моїм керівником ми визначили тему, мету та завдання дослідження, висунули гіпотезу, визначили методи дослідження та механізми реалізації нашої ідеї.

Гіпотеза: Світло на Землю посилає Сонце і найчастіше, коли ми дивимося на нього, воно нам здається сліпучо білим. Значить, і небо має бути білого кольору? Але насправді небо синє. У результаті дослідження знайдемо пояснення цим протиріччям.

Ціль: знайти відповідь на питання, чому небо блакитне та з'ясувати, від чого залежить його колір.

Завдання: 1. Ознайомитися з теоретичним матеріалом на тему

2. Експериментально вивчити явище дисперсії світла

3. Поспостерігати за кольором неба у різний час доби та за різної погоди

Об'єкт дослідження: небо

Предмет:світло та колір неба

Методи дослідження:аналіз, експеримент, спостереження

Етапи роботи:

1. Теоретичний

2. Практичний

3. Заключний: висновки на тему дослідження

Практичне значення роботи: матеріали дослідження можна використовувати на уроках географії та фізики як навчальний модуль.

2. Основна частина.

2.1. Теоретичні аспекти проблеми. Явище синього неба з погляду фізики

Чому небо блакитне – дуже важко знайти відповідь на таке просте запитання. Спочатку дамо визначення поняття. Небо – простір над Землею чи поверхнею будь-якого іншого астрономічного об'єкта. У цілому нині, небом зазвичай називають панораму, що відкривається при погляді із Землі (чи іншого астрономічного об'єкта) у бік космосу.

Багато вчених ламали собі голови у пошуках відповіді. Леонардо да Вінчі, спостерігаючи за вогнем у каміні, писав: «Світло поверх темряви стає синім». Але сьогодні відомо, що злиття білого та чорного кольору дає сірий колір.

Мал. 1. Гіпотеза Леонардо да Вінчі

Ісаак Ньютон майже пояснив колір неба, правда, для цього йому довелося припустити, що краплі води, що містяться в атмосфері, мають тонкі стінки на кшталт мильних бульбашок. Але виявилося, що ці краплі є сферами, отже, немає товщини стінки. Так мильна бульбашка Ньютона і луснула!

Мал. 2. Гіпотеза Ньютона

Найкраще вирішення проблеми близько 100 років тому запропонував англійський фізик лорд Джон Релей. Але розпочнемо спочатку. Сонце випромінює сліпуче біле світло, отже і колір неба має бути таким самим, але воно все-таки блакитне. Що відбувається з білим світлом у атмосфері? Він, проходячи через атмосферу, як через призму, розпадається на сім кольорів. Вам, напевно, відомі ці рядки: кожен мисливець бажає знати, де сидить фазан. У цих пропозиціях приховано глибоке значення. Вони представляють нам основні кольори у спектрі видимого світла.

Мал. 3. Спектр білого світла.

Найкраща природна демонстрація цього спектру, звичайно ж, веселка.

Мал. 4 Спектр видимого світла

Видимий світло - це електромагнітне випромінювання, хвилі якого мають різну довжину. Є і не видиме світло, його наше око не сприймає. Це ультрафіолетовий та інфрачервоний. Ми його не бачимо, тому що його довжина або надто велика, або надто мала. Бачити світло, значить сприймати його колір, а ось який колір ми побачитимемо, залежить від довжини хвилі. Найдовші видимі хвилі – червоні, а найкоротші – фіолетові.

Від довжини хвилі залежить ще й здатність світла до розсіювання, тобто до поширення в середовищі. Червоні світлові хвилі розсіюються гірше за всіх, а от синій і фіолетовий кольори мають високу здатність до розсіювання.

Мал. 5. Здатність світла до розсіювання

І, нарешті, ми наблизилися впритул до відповіді на наше запитання, а чому ж небо блакитне? Як уже говорилося вище, білий колір – це суміш усіх можливих кольорів. при зіткненні з молекулою газу, кожен із семи колірних компонентів білого світла розсіюється. При цьому світло з довшими хвилями розсіюється гірше, ніж світло з короткими хвилями. Через це у повітрі залишається у 8 разів більше синього спектру, ніж червоного. Хоча найкоротша хвиля у фіолетового кольору, небо все одно здається блакитним через змішування фіолетових та зелених хвиль. Крім того, наші очі краще сприймають блакитний колір, ніж фіолетовий, за однакової яскравості обох. Саме ці факти і визначають колірну гаму піднебіння: атмосфера буквально наповнена променями синьо-блакитного кольору.

Однак небо блакитне не завжди. Протягом дня ми бачимо небо синім, блакитним, сірим, увечері – червоним (Додаток 1).Чому захід сонця червоний? Під час заходу сонця Сонце наближається до горизонту, і сонячний промінь спрямований до Землі не вертикально, як удень, а під кутом. Тому шлях, який він проходить через атмосферу, набагато більший за те, що він проходить вдень, коли Сонце стоїть високо. Через це синьо-блакитний спектр поглинається в атмосфері, не доходячи до Землі, а довші світлові хвилі червоного спектру сягають поверхні Землі, забарвлюючи небо в червоні та жовті тони. Зміна кольору небо вочевидь пов'язані з обертанням Землі навколо своєї осі, отже кутом падіння світла Землю.

2.2. практичні аспекти. Експериментальний шлях вирішення проблеми

У кабінеті фізики я познайомився з приладом спектрографа. Василь Олександрович, вчитель фізики, розповів мені принцип роботи даного приладу, після чого я самостійно провів досвід, який називається дисперсія. Промінь білого світла, проходячи через призму, заломлюється і на екрані ми бачимо веселку (Додаток 2).Цей досвід допоміг мені зрозуміти, як на небі з'являється цей дивовижний витвір природи. За допомогою спектрографа вчені сьогодні можуть отримувати інформацію про склад та властивості різних речовин.

Фото 1. Демонстрація досвіду дисперсії у

кабінеті фізики

Отримати веселку мені захотілося й у домашніх умовах. Мій учитель географії, Лариса Борисівна розповіла, як це можна зробити. Аналогом спектрографа стали скляна ємність із водою, дзеркало, ліхтарик та білий аркуш паперу. У ємність із водою поміщаємо дзеркало, ззаду ємності ставимо білий аркуш паперу. Направляємо на дзеркало світло ліхтарика так, щоб відбите світло падало на папір. На аркуші паперу знову з'явилася веселка! (Додаток 3).Досвід краще проводити у затемненій кімнаті.

Ми вже говорили вище, що біле світло по суті вже містить у собі всі кольори веселки. Переконатися в цьому і, зібрати всі кольори назад у білий, можна зробивши райдужний дзига (Додаток 4).Якщо його сильно розкрутити, кольори зливатимуться і диск набуде білого кольору.

Незважаючи на наукове пояснення освіти веселки, це явище залишається одним із загадкових оптичних видовищ у атмосфері. Дивіться та насолоджуйтесь!

3. Висновок

У пошуках відповіді на дитяче запитання, що так часто задається батькам «Чому небо блакитне?» я дуже багато дізнався для себе цікавого та повчального. Суперечності в нашій гіпотезі сьогодні мають наукове пояснення:

Весь секрет у кольорі неба у нашій атмосфері – у повітряній оболонці планети Земля.

Білий промінь сонця, проходячи через атмосферу, розпадається на промені семи кольорів.

Червоні та помаранчеві промені - найдовші, а блакитні - найкоротші.

Блакитні промені менше за інші досягають Землі, і небо виявляється завдяки цим променям пронизане блакитним кольором

Небо не завжди пофарбоване в блакитний колір, і це пов'язане з осьовим рухом Землі.

Досвідченим шляхом нам вдалося наочно уявити та зрозуміти, як відбувається дисперсія у природі. На класній годині у школі я розповів своїм однокласникам, чому небо має блакитний колір. Також було цікаво дізнатися, де можна спостерігати явище дисперсії у нашому повсякденному житті. Я знайшов кілька практичних областей застосування цього унікального явища (Додаток 5).Надалі мені хотілося б і надалі вивчати небо. Скільки ще воно таїть у собі загадок? Які явища ще відбуваються в атмосфері і яка їх природа? Як вони впливають на людину та все живе на Землі? Можливо, це будуть теми моїх майбутніх досліджень.

Список літератури

1. Вікіпедія – вільна енциклопедія

2. Л.А. Малікова. Електронний посібник з фізики «Геометрична оптика»

3. Перишкін А.В. фізика. 9 клас. Підручник М: Дрофа, 2014, с.202-209

4. htt; / www. voprosy-kak-ipochemu.ru

5. Особистий фото-архів «Небо над Голишмановим»

Додаток 1.

«Небо над Голишмановим»(особистий фото архів)

Додаток 2.

Дисперсія світла за допомогою спектрографа

Додаток 3.

Дисперсія світла в домашніх умовах

«райдуга»

Додаток 4.

Райдужний дзига

Дзига в стані спокою Дзига в процесі обертання

Додаток 5.

Дисперсія у житті людини

Діамант Вогні на борту літака

Фари автомобіля

Світловідбивні знаки

У ясний сонячний день над нами небо виглядає яскраво-синім. Увечері захід сонця забарвлює небосхил у червоні, рожеві та оранжеві кольори. Чому небо має блакитний колір?Що робить захід сонця червоним?

Для відповіді на ці питання потрібно знати, що таке світло і з чого складається атмосфера Землі.

Атмосфера

Атмосфера – це суміш газів та інших частинок, що оточують землю. В основному атмосфера складається з газоподібного азоту (78%) і кисню (21%). Газ аргон і вода (у вигляді пари, крапель і крижаних кристалів), що йдуть за поширеністю в атмосфері, їх концентрація не перевищує відповідно 0,93% і 0,001%. В атмосфері Землі в невеликих кількостях містяться й інші гази, а також дрібні частки пилу, сажі, попелу, пилку та солі, що потрапляє в атмосферу з океанів.

Склад атмосфери змінюється у невеликих межах залежно від місця, погоди тощо. Концентрація води в атмосфері збільшується під час зливових штормів, а також поблизу океану. Вулкани здатні викинути величезну кількість попелу високо в атмосферу. Техногенні забруднення можуть додати до звичайного складу атмосфери різні гази або пил і сажу.

Щільність атмосфери на низькій висоті біля Землі є найбільшою, зі збільшенням висоти вона плавно зменшується. Між атмосферою та космосом відсутня будь-яка яскраво виражена межа.

Світлові хвилі

Світло є різновидом енергії, перенесення якої здійснюється за допомогою хвиль. Крім світла, за допомогою хвиль здійснюється перенесення інших видів енергій, наприклад звукова хвиля є коливаннями повітря. Світлова хвиля є коливаннями електричних та магнітних полів, цей діапазон називається електромагнітним спектром.

Електромагнітні хвилі поширюються через безповітряний простір зі швидкістю 299792 км/с. Швидкість поширення цих хвиль називається швидкістю світла.

Енергія випромінювання залежить від довжини хвилі та її частоти. Довжина хвилі – це відстань між двома найближчими вершинами (або западинами) хвилі. Частота хвилі – це кількість коливань хвилі за секунду. Чим довша хвиля, тим нижча її частота, і тим менше енергії вона несе.

Кольори видимого світла

Видимий світло є частиною електромагнітного спектру, який може бути видно нашими очима. Світло, що випромінюється Сонцем або лампою розжарювання може мати білий колір, але насправді воно є сумішшю різних кольорів. Можна побачити різні кольори видимого спектру світла, розклавши його на складові за допомогою призми. Цей спектр також можна спостерігати на небі у вигляді веселки, що виникає через заломлення світла Сонця в крапельках води, що діють як одна гігантська призма.

Кольори спектру змішуються, безперервно переходять один до одного. На одному кінці спектр має червоний чи оранжевий кольори. Ці кольори плавно переходять у жовтий, зелений, блакитний, індиго та фіолетовий кольори. Кольори мають різні довжини хвиль, різні частоти та різняться за енергіями.

Поширення світла у повітрі

Світло поширюється через простір до того часу, поки на його шляху немає перешкод. При вході світлової хвилі в атмосферу світло продовжує поширюватися прямолінійно до тих пір, поки на його шляху не виявиться пил або молекули газу. У цьому випадку те, що станеться зі світлом, буде залежати від його довжини хвилі та розміру частинок, що опинилися на його шляху.

Частинки пилу та краплі води мають розміри набагато більше, ніж довжина хвилі видимого світла. Світло відбивається у різних напрямках при зіткненнях із цими великими частинками. Різні кольори видимого світла однаково відбиваються цими частинками. Відбите світло здається білим, так як воно все ще містить ті ж кольори, які були в ньому до відображення.

Молекули газів мають менші розміри, ніж довжина хвилі видимого світла. Якщо світлова хвиля стикається з ними, то результат зіткнення може бути різним. Коли світло стикається з молекулою якогось газу, то частина його поглинається. Трохи пізніше молекула починає випромінювати світло у різних напрямках. Колір випромінюючого світла є тим самим кольором, який був поглинений. Але кольори різних довжин хвиль поглинаються по-різному. Будь-які кольори можуть поглинатися, але більш високі частоти (блакитний колір) поглинаються набагато сильніше ніж низькі частоти (червоний колір). Цей процес називається розсіюванням Релея, воно названо так на честь британського фізика Джона Релея, який відкрив це явище розсіяння у 1870-х роках.

Чому небо синє?

Небо має блакитний колір через розсіяння Релея. У міру просування світла через атмосферу більшість довгих хвиль оптичного спектру проходить без змін. Тільки незначна частина червоного, помаранчевого та жовтого кольорів взаємодіє з повітрям.

Однак багато коротших хвиль світла поглинаються молекулами газів. Після поглинання блакитний колір випромінюється у всіх напрямках. Він розсіюється всюди на небі. В якому б напрямку не подивитися, частина цього розсіяного синього світла досягає спостерігача. Так як синє світло видно всюди над головою, то й небо виглядає блакитним.

Якщо подивитися у бік горизонту, то небо матиме блідий відтінок. Це результат того, що світло проходить більшу відстань в атмосфері до спостерігача. Розсіяне світло знову розсіюється атмосферою і менше блакитного кольору досягає очей спостерігача. Тому колір неба біля горизонту здається блідішим або навіть здається зовсім білим.

Чорне небо та біле сонце

З Землі Сонце здається жовтим. Якби ми знаходилися в космосі чи на Місяці, то Сонце здавалося б нам білим. У космосі немає атмосфери, що розсіює сонячне світло. На Землі частина коротких хвиль сонячного світла (блакитний та фіолетовий кольори) поглинаються розсіянням. Частина спектру, що залишилася, виглядають жовтим кольором.

Крім того, у космосі небо виглядає темним чи чорним замість блакитного. Це результат відсутності атмосфери, отже світло не розсіюється.

Чому захід сонця червоний?

Коли Сонце хилиться до заходу сонця, то сонячному світлу доводиться проходити більшу відстань в атмосфері, щоб досягти спостерігача, відповідно більше сонячного світла відбивається і розсіюється атмосферою. Оскільки менше прямого світла досягає спостерігача, то Сонце здається менш яскравим. Колір Сонця також здається іншим, він має діапазон кольорів від помаранчевого до червоного. Це відбувається через те, що розсіюється ще більше короткохвильових кольорів, блакитного та зеленого. Залишаються лише довгохвильові складові оптичного спектру, які й досягають очей спостерігача.

Небо навколо заходу сонця може бути пофарбовано в різні кольори. Найбільш красивим небо буває тоді, коли повітря містить безліч маленьких частинок пилу чи води. Ці частки відбивають світло у всіх напрямках. В цьому випадку відбувається розсіювання більш коротких світлових хвиль. Спостерігач бачить світлові промені довших хвиль, і тому небо здається червоним, рожевим чи оранжевим.

Детальніше про атмосферу

Що таке атмосфера?

Атмосфера - це суміш газів та інших речовин, що оточують Землю, у вигляді тонкої, переважно прозорої оболонки. Атмосфера утримується дома завдяки тяжінню Землі. Основними компонентами атмосфери є азот (78,09%), кисень (20,95%), аргон (0,93%) та діоксид вуглецю (0.03%). Також у атмосфері містяться у невеликих кількостях вода (у різних місцях її концентрація коливається від 0% до 4%), тверді частки, гази неон, гелій, метан, водень, криптон, озон і ксенон. Наука, що вивчає атмосферу, називається метеорологією.

Життя на Землі було б неможливим без наявності атмосфери, яка постачає кисень, необхідний нам для дихання. Крім того, атмосфера виконує й іншу важливу функцію – вона вирівнює температуру по всій планеті. Якби атмосфери не було, то в одних місцях планети могла б бути спека, а в інших місцях сильний холод, діапазон температур міг би коливатися від -170°C вночі до +120°C вдень. Так само атмосфера захищає нас від шкідливого випромінювання Сонця та космосу, поглинаючи та розсіюючи його.

Від усієї кількості енергії Сонця, що досягає Землі, приблизно 30% відбивається хмарами та земною поверхнею назад у космос. Атмосфера поглинає приблизно 19% випромінювання Сонця і лише 51% поглинається поверхнею Землі.

Повітря має вагу, хоча ми й не усвідомлюємо цього, і не відчуваємо тиск повітряного стовпа. На рівні моря цей тиск має одну атмосферу, або 760 мм ртутного стовпа (1013 мілібар або 101,3 кПа). Зі збільшенням висоти атмосферний тиск швидко знижується. Тиск зменшується в 10 разів при збільшенні висоти на кожні 16 км. Це означає, що при тиску 1 атмосфера на рівні моря, на висоті 16 км тиск дорівнює 0,1 атм, а на висоті 32 км - 0,01 атм.

Щільність атмосфери в нижчих її шарах становить 1,2 кг/м 3 . У кожному кубічному сантиметрі повітря міститься приблизно 2,7*1019 молекул. На рівні землі кожна молекула рухається зі швидкістю близько 1600 км/год, причому частота зіткнення з іншими молекулами становить 5 мільярдів разів на секунду.

Щільність повітря також швидко падає із зростанням висоти. На висоті 3 км густина повітря зменшується на 30%. Люди, які живуть поблизу рівня моря при піднятті на таку висоту, мають тимчасові проблеми з диханням. Найбільша висота, де постійно проживають люди, становить 4 км.

Будова атмосфери

Атмосфера складається з різних шарів, поділ на ці шари відбувається за їх температурою, молекулярним складом та електричними властивостями. Ці шари немає яскраво виражених меж, вони сезонно змінюються, і навіть їх параметри змінюються різних широтах.

Поділ атмосфери на шари залежно від їхнього молекулярного складу

Гомосфера

Нижні 100 км, включаючи Тропосферу, Стратосферу та Мезопаузу.
становить 99% маси атмосфери.
Молекули не поділяються за молекулярною вагою.
Склад досить однорідний, крім деяких невеликих локальних аномалій. Однорідність підтримується постійним змішуванням, турбуленцією та турбулентною дифузією.
Вода одна із двох компонентів, розподілених нерівномірно. Коли водяна пара піднімається вгору, вона охолоджується і конденсується, повертаючись потім на землю у вигляді опадів - снігу та дощу. Стратосфера сама собою дуже суха.
Озон є іншою молекулою, розподіл якої нерівномірний. (Про озоновий шар у стратосфері читайте нижче.)

Гетеросфера

Простягається вище гомосфери, включає в себе Термосферу і Екзосферу.
Поділ молекул цього шару ґрунтується на їх молекулярних масах. Більш важкі молекули, такі як азот та кисень, концентруються в нижній частині шару. Більш легкі, гелій та водень, переважають у верхній частині гетеросфери.

Поділ атмосфери на шари залежно від своїх електричних властивостей.

Нейтральна атмосфера

Нижче за 100 км.

Іоносфера

Приблизно понад 100 км.
Містить електрично заряджені частинки (іони), що виникають при поглинанні ультрафіолетового світла
Ступінь іонізації змінюється із висотою.
Різні шари відбивають довгі та короткі радіохвилі. Це дозволяє радіосигналам, що розповсюджуються по прямій, огинати сферичну поверхню землі.
У цих атмосферних шарах відбуваються полярні сяйва.
Магнітосферає верхньою частиною іоносфери, що тягнеться приблизно до висоти 70000 км, ця висота залежить від інтенсивності сонячного вітру. Магнітосфера захищає нас від заряджених частинок високих енергій сонячного вітру, утримуючи їх у магнітному полі Землі.

Поділ атмосфери на шари в залежності від їх температури

Висота верхнього кордону тропосферизалежить від сезонів та широти. Вона простягається від земної поверхні до висоти приблизно 16 км у екватора, і до висоти 9 км на Північному та Південному полюсах.

Префікс "Тропо" означає зміни. Зміна параметрів тропосфери відбувається через погодні умови – наприклад, через переміщення атмосферних фронтів.
Зі збільшенням висоти температура падає. Тепле повітря піднімається нагору, потім охолоджується і спускається назад на Землю. Цей процес називається конвекцією, він виникає внаслідок руху повітряних мас. Вітри у цьому шарі дмуть переважно вертикально.
Цей шар містить більше молекул, ніж інші шари, разом узяті.

Стратосфера- тягнеться приблизно від висоти 11 км до 50 км.

Має дуже тонкий прошарок повітря.
Префікс "страто" відноситься до шарів або поділу на шари.
Нижня частина Стратосфери є досить спокійною. Реактивні літаки часто літають у нижній частині Стратосфери для того, щоб обійти погану погоду у Тропосфері.
У верхній частині Стратосфери дмуть сильні вітри, відомі як висотні струменеві течії. Вони дмуть горизонтально зі швидкостями до 480 км/год.
Стратосфера містить озоновий шар, розташований на висоті приблизно 12 до 50 км (залежно від широти). Хоча концентрація озону в цьому шарі всього 8 мл/м 3 він дуже ефективно поглинає шкідливі ультрафіолетові промені сонця, тим самим захищаючи життя на землі. Молекула озону складається із трьох атомів кисню. Молекули кисню, якими ми дихаємо, містять два атоми кисню.
Стратосфера дуже холодна, її температура становить приблизно -55 ° C в нижній частині і збільшується з висотою. Збільшення температури пов'язане з поглинанням ультрафіолетових променів киснем та озоном.

Мезосфера- простягається до висот приблизно 100 км.

Зі збільшенням висоти температура швидко зростає.

Термосфера- простягається до висот приблизно 400 км.

Зі збільшенням висоти температура швидко зростає через поглинання дуже короткохвильового ультрафіолетового випромінювання.
Метеори, або "падаючі зірки", починають згоряти на висотах приблизно 110-130 км над поверхнею Землі.

Екзосфера- простягається на сотні кілометрів за Термосферу, поступово переходячи до космічного простору.

Щільність повітря тут така низька, що застосування поняття температури втрачає всякий сенс.
При зіткненні одна з одною молекули часто відлітають у космос.

Чому колір неба блакитний?

Видимий світло є різновидом енергії, здатної переміщатися через простір. Світло від Сонця або лампи розжарювання здається білим, хоча насправді воно є сумішшю всіх кольорів. Основні кольори, з яких складений білий колір, це червоний, помаранчевий, жовтий, зелений, блакитний, синій і фіолетовий. Ці кольори безперервно переходять один до одного, тому крім основних кольорів є ще величезна кількість всіляких відтінків. Всі ці кольори та відтінки можна спостерігати на небі у вигляді веселки, що виникає в області підвищеної вологості.

Повітря, що заповнює все небо, є сумішшю дрібних молекул газу та невеликих твердих частинок, таких як пил.

У міру того, як сонячне світло проходить крізь повітря, воно натикається на молекули та пил. Коли світло стикається з молекулами газу, то може відбитися світло в різних напрямках. Деякі кольори, наприклад, червоний та помаранчевий, безпосередньо досягають спостерігача, безпосередньо проходячи через повітря. Але більшість синього світла перебивається від молекул повітря в усіх напрямках. Таким чином відбувається розсіювання синього світла по всьому небу, і воно здається блакитним.

Коли ми дивимося вгору, то деяка частина цього блакитного світло досягає наших очей від усіх кінців неба. Так як усюди над головою нам видно синій колір, то небо виглядає блакитним.

У космічному просторі немає повітря. Так як там немає перешкод, від яких світло могло б відбиватися, то світло поширюється безпосередньо. Промені світла не розсіюються, і "небо" виглядає темним та чорним.

Експерименти зі світлом

Перший експеримент - розкладання світла у спектр

Для цього експерименту знадобиться:

невелике дзеркало, шматок білого паперу чи картону, вода;
велику дрібну посудину типи кювети або миски, або пластикова коробка з-під морозива;
сонячна погода та вікно, що виходить на сонячну сторону.

Як проводити експеримент:

Наповніть кювету або миску на 2/3 водою, і поставте на підлогу або на стіл так, щоб пряме сонячне світло досягало води. Наявність прямого сонячного світла є обов'язковою для правильного проведення експерименту.
Встановіть дзеркало під водою так, щоб на нього потрапляли сонячні промені. Тримайте над дзеркалом шматок паперу так, щоб відбиті дзеркалом промені сонця потрапляли на папір, якщо необхідно, відрегулюйте їхнє взаємне положення. Спостерігайте кольоровий спектр паперу.

Що відбувається: вода та дзеркало діють як призма, розкладаючи світло на колірні складові спектру. Це відбувається тому, що промені світла, проходячи з одного середовища (повітря) до іншого (воду) змінюють свою швидкість і напрямок. Це називається рефракцією. Різні кольори переломлюються по-різному, фіолетові промені сильніше гальмуються і змінюють свій напрямок. Червоні промені уповільнюються та змінюють свій напрямок меншою мірою. Світло поділяється на складові кольору і ми можемо бачити спектр.

Другий експеримент - моделювання неба у скляній банці

Матеріали, необхідні для проведення експерименту:

прозора висока склянка або прозора пластикова або скляна банка;
вода, молоко, чайна ложка, ліхтарик;
темна кімната;

Проведення експерименту:

Наповнити склянку або банку на 2/3 водою приблизно 300-400 мл.
У воду додати від 0,5 до ложки молока, суміш збовтати.
Взявши склянку та ліхтарик, перейти до темної кімнати.
Тримайте ліхтарик над склянкою з водою і спрямуйте промінь світла на поверхню води, подивіться на склянку збоку. При цьому вода матиме синюватий відтінок. Тепер направте ліхтарик на склянку збоку, і подивіться на промінь світла з іншого боку склянки, так що світло пройшло через воду. При цьому у води з'явиться червоний відтінок. Помістіть ліхтарик під склянку і направте промінь світла вгору, дивлячись на воду зверху. При цьому червоний відтінок у води виглядатиме більш насиченим.

Що в цьому експерименті відбувається: дрібні частинки молока, зважені у воді, розсіюють світло, що йде від ліхтарика так само, як частинки та молекули в повітрі розсіюють сонячне світло. Коли склянка освітлюється зверху, то вода здається блакитною через те, що блакитний колір розсіюється на всі боки. Коли ви дивитеся через воду безпосередньо на світло, то світло ліхтаря здається червоним, оскільки частина синіх променів була видалена через розсіювання світла.

Третій експеримент – змішування кольорів

Вам знадобиться:

олівець, ножиці, білий картон або шматок ватману;
кольорові олівці або фломастери, лінійка;
кухоль або велика чашка з діаметром у верхній частині 7...10 см або штангенциркуль.
паперовий стакан.

Як проводити експеримент:

Якщо немає штангенциркуля, то використовуйте кухоль як шаблон для малювання кола на шматку картону, виріжте це коло. За допомогою лінійки розділіть коло на 7 приблизно рівних секторів.
Розфарбуйте ці сім секторів у кольори основних спектрів - червоний, помаранчевий, жовтий, зелений, блакитний, синій і фіолетовий. Намагайтеся розфарбувати диск якомога акуратніше та рівномірніше.
Виконайте отвір усередині диска і насадіть диск на олівець.
Виконайте отвір у днищі паперового стаканчика, діаметр отвору повинен бути трохи більше діаметра олівця. Переверніть стаканчик вгору дном і вставте в нього олівець з насадженим диском так, щоб грифель олівця спирався на стіл, відрегулюйте положення диска на олівці так, щоб диск не торкався дна стаканчика і знаходився над ним на висоті 0,5..1,5 див.
Швидко розкрутіть олівець і дивіться на диск, що обертається, зверніть увагу на його колір. За необхідності проведіть регулювання диска та олівця так, щоб вони могли легко обертатися.

Пояснення побаченого явища: кольори, якими розфарбовані сектори диску, є основними складовими кольорами білого світла. Коли диск обертається досить швидко, здається, що кольори зливаються, і диск виглядає білим. Спробуйте експериментувати з іншими комбінаціями кольорів.

Ми всі звикли, що колір неба – характеристика непостійна. Туман, хмари, доба — все впливає на забарвлення купола над головою. Щоденна її зміна не займає уми більшості дорослих, чого не можна сказати про дітей. Вони постійно цікавляться тим, чому небо блакитне з погляду фізики або що забарвлює захід сонця в червоний. Спробуємо розібратися в цих найпростіших питаннях.

Мінлива

Почати варто з відповіді на питання про те, що, власне, небо є. У стародавньому світі воно бачилося справді як купол, що накриває Землю. Сьогодні, однак, навряд чи хтось не знає, що на яку б висоту не піднявся цікавий дослідник, досягти цього купола він не зможе. Небо - це не річ, а, швидше, панорама, що відкривається при погляді з поверхні планети, якась видимість, зіткана зі світла. Причому, якщо спостерігати з різних точок, воно може виглядати інакше. Так, з того, що піднялося над хмарами, відкривається зовсім інший вигляд, ніж із землі в цей час.

Ясно небо — блакитне, але варто набігти хмарам — і воно стає сірим, свинцевим чи брудно-білим. Нічне небо – чорне, іноді на ньому можна помітити рудуваті ділянки. Це відсвіт штучного освітлення міста. Причина всіх подібних змін - світло та його взаємодія з повітрям та частинками різних речовин у ньому.

Природа кольору

Для того щоб відповісти на питання про те, чому небо блакитне з погляду фізики, потрібно згадати про те, що є кольором. Це хвиля певної довжини. Світло, що йде від Сонця до Землі, бачиться як біле. Ще з експериментів Ньютона відомо, що являє собою пучок із семи променів: червоного, помаранчевого, жовтого, зеленого, блакитного, синього та фіолетового. Кольори відрізняються довжиною хвилі. Червоно-жовтогарячий спектр включає хвилі, найбільш значні за цим параметром. Частини спектру характеризуються короткою довжиною хвилі. Розкладання світла на спектр відбувається при зіткненні його з молекулами різних речовин, причому частина хвиль може бути поглинена, а частина — розсіяна.

Дослідження причини

Багато вчених намагалися пояснити, чому небо блакитне, з погляду фізики. Усі дослідники прагнули виявити явище чи процес, що у атмосфері планети розсіює світло в такий спосіб, що у результаті до нас доходить лише блакитний. Першими кандидатами на роль таких частинок були і води. Вважалося, що саме вони поглинають червоне світло та пропускають блакитне, а в результаті ми бачимо небо синього кольору. Підрахунки, що послідували, однак, показали, що тієї кількості озону, кристалів льоду і молекул водяної пари, яка є в атмосфері, недостатньо для надання небу блакитного кольору.

Причина у забрудненні

На наступному етапі досліджень Джоном Тіндаллом було висловлено припущення, що роль часток, що шукаються, грає пил. Синє світло має найбільшу стійкість до розсіювання, а тому здатне пройти крізь усі шари пилу та інших завислих частинок. Тіндал провів експеримент, який підтвердив його припущення. Він створив в умовах лабораторії модель смогу та висвітлив її яскравим білим світлом. Зміг набув блакитного відтінку. Вчений зробив однозначний висновок зі свого дослідження: колір неба визначається частинками пилу, тобто якби повітря Землі було чистим, то над головами людей світилися не блакитні, а білі небеса.

Дослідження лорда

Остаточну точку в питанні про те, чому небо блакитне (з погляду фізики) поставив англійський учений, лорд Д. Релей. Він довів, що не пил чи зміг забарвлює простір над головою у звичний для нас відтінок. Справа в самому повітрі. Молекули газу поглинають велику і насамперед найдовші хвилі, еквівалентні червоному. Синій при цьому розсіюється. Саме так і сьогодні пояснюється те, якого кольору ми бачимо в ясну погоду.

Уважні помітять, що, слідуючи логіці вчених, купол над головою має бути фіолетовим, оскільки саме цей колір має найкоротшу довжину хвилі у видимому діапазоні. Однак це не помилка: частка фіолетового в спектрі значно менша, ніж синього, та й очі людини чутливіші саме до останнього. По суті, видимий нами блакитний результат змішання синього з фіолетовим і деякими іншими кольорами.

Захід сонця та хмари

Всі знають, що в різні часи доби можна побачити різний колір неба. Фото найкрасивіших заходів сонця над морем чи озером — чудова ілюстрація цього. Різні відтінки червоного та жовтого у поєднанні з блакитним та темно-синім роблять подібне видовище незабутнім. А пояснюється воно тим самим розсіюванням світла. Справа в тому, що під час заходу сонця і світанку сонячним променям доводиться долати набагато більший шлях крізь атмосферу, ніж у розпал дня. При цьому світло синьо-зеленої частини спектру розсіюється в різні боки та хмари, розташовані біля лінії горизонту, стають забарвленими у відтінки червоного.

Коли небо закривають хмари, картина змінюється. не в змозі подолати щільний шар, і більшість їх просто не досягає землі. Промені, що зуміли пройти крізь хмари, зустрічаються з водними краплями дощу та хмар, які знову спотворюють світло. В результаті всіх цих перетворень до землі доходить біле світло, якщо хмари невеликі за розміром, і сірий, коли небо закривають значні хмари, які вдруге поглинають частину променів.

Інші небеса

Цікаво, що на інших планетах Сонячної системи при погляді з поверхні можна побачити небо, дуже відмінне від земного. На космічних об'єктах, обділених атмосферою, сонячне проміння вільно досягає поверхні. В результаті небо тут чорне, без будь-якого відтінку. Таку картину можна побачити на Місяці, Меркурії та Плутоні.

Марсіанське небо має червоно-жовтогарячий відтінок. Причина цього у пилу, якої насичена атмосфера планети. Вона забарвлена в різні відтінки червоного та помаранчевого. Коли Сонце піднімається над горизонтом, марсіанське небо стає рожево-червоним, при цьому ділянка його, що безпосередньо оточує диск світила, бачиться блакитним або навіть фіолетовим.

Небо над Сатурном того самого кольору, як на Землі. Над Ураном простягаються аквамаринові небеса. Причина криється в метановій серпанку, розташованій у верхніх планетах.

Венеру від очей дослідників приховує щільний шар хмар. Він же не дозволяє дійти до поверхні планети променям синьо-зеленого спектру, тому небо тут жовто-жовтогаряче з сірою смужкою вздовж горизонту.

Дослідження денного простору над головою розкриває не менше чудес, аніж вивчення зоряного неба. Розуміння процесів, що протікають у хмарах і за ними, допомагає зрозуміти причину досить звичних для обивателя речей, які, проте, пояснити з ходу може далеко не кожен.

Якщо коротко, то…» Сонячне світло, взаємодіючи з молекулами повітря, розсіюється на різні кольори. З усіх кольорів найкраще до розсіювання схильний саме блакитний колір. Виходить, що він фактично захоплює повітряний простір.

А тепер давайте докладніше

Тільки діти можуть ставити настільки прості питання, на які зовсім доросла людина не знає, як відповісти. Найбільш поширене питання терзає дитячі голови: «Чому небо синє?» Проте правильну відповідь навіть знає не кожен батько. Знайти його допоможе наука фізика та вчені, які намагаються відповісти на нього протягом не однієї сотні років.

Помилкові пояснення

Люди протягом багатьох століть шукали відповіді це питання. Люди давнини вважали, що такий колір є улюбленим для Зевса та Юпітера. Свого часу пояснення кольору піднебіння хвилювали таких великих розумів як Леонардо да Вінчі та Ньютон. Леонардо да Вінчі вважав, що поєднуючись між собою, темрява і світло утворюють світліший відтінок – синій. Ньютон пов'язував блакитний колір із скупченням у небі великої кількості водяних крапель. Однак, тільки в ХІХ столітті вдалося дійти правильного висновку.

Спектр

Щоб дитина зрозуміла правильне пояснення за допомогою науки фізики, спочатку йому потрібно зрозуміти, що промінь світла є частинки, що летять на великій швидкості - відрізки електромагнітної хвилі. У потоці світла довгі і короткі промені рухаються разом, а людським оком сприймаються як біле світло. Проникаючи в атмосфері через дрібні краплі води та пилу, вони розсіюються на всі кольори діапазону (райдуги).

Джон Вільям Релей

Ще 1871 року британський фізик лорд Релей помітив залежність інтенсивності розсіяного світла від довжини хвилі. Розсіяння світла Сонця на неоднорідностях атмосфери пояснює, чому блакитне небо. Відповідно до закону Релея блакитні сонячні промені розсіюються набагато інтенсивніше, ніж помаранчеві і червоні, оскільки мають меншу довжину хвилі.

Повітря біля поверхні Землі та високо в небі складається з молекул, через що сонячне світло розсіюється ще високо у повітряній атмосфері. Він доходить до спостерігача з усіх боків, навіть із найвіддаленіших. Спектр розсіяного повітря світла помітно відрізняється від прямого сонячного світла. Енергія першого пересунута на жовто-зелену частину, а другого на синю.

Чим інтенсивніше розсіювання прямого сонячного світла, тим холоднішим здаватиметься колір. Найсильніше розсіювання, тобто. найкоротша хвиля – у фіолетового кольору, довгохвильове розсіювання – у червоного. Тому під час заходу сонця Сонця віддалені від нього території неба здаються блакитними, а найближчі – рожеві або червоні.

Світанки та заходи сонця

Під час заходу сонця і світанку людина найчастіше бачить рожеві та помаранчеві відтінки на небі. Це тим, що світло від Сонця проходить дуже низько до землі. Через це, шлях який потрібно здійснити світла під час заходу сонця і світанку набагато довший, ніж вдень. Внаслідок того, що промені проходять найбільший шлях через атмосферу, основна частина синього світла розсіюється, тому світло сонця та прилеглих хмар здаються людині червоними або з рожевим відтінком.

Напевно, кожен хоч раз у житті стикався з цим простим питанням: Чому чисте, безхмарне небо блакитне чи синє?Очевидно, через повітря, яким ми дихаємо, через атмосферу Землі! Ймовірно, повітря у нас «синього кольору» чи щось на зразок цього. Він тільки здається прозорим, а на великих відстанях літаки, гори, кораблі ніби знаходяться в блакитному серпанку... Такі міркування не знімають головне питання: чому небо блакитне? Не розфарбоване повітря синьою фарбою!

Проста і коротка відповідь така: небо блакитне тому, що молекули повітря розсіюють синій колір Сонця більше, ніж червоний.

Оскільки повітря розсіює синій колір, небо здається блакитним, а саме Сонце – жовтим. Більш того, на заході сонця, коли сонячне світло проходить через більшу товщу атмосфери, ми бачимо червоне сонцеі світанку, пофарбовану в жовто-червоні кольори. Все це можливо тільки тому, що синє світло розсіюється атмосферою на шляху до нас.

Але звідки узялося взагалі синє світло? Почнемо з того, що біле світло від Сонця – це суміш усіх кольорів веселки, від фіолетового до червоного. Стоп, скажете ви, світло Сонця біле?Так, . Другий момент: ми зараз говоримо про світлі, а не про кольорі. Якщо змішати фарби різних кольорів, ми, звичайно, отримаємо щось майже чорне.

Колір світла - це колір будь-якого предмета. Якщо змішати червоне, жовте, помаранчеве, зелене, блакитне, синє та фіолетове світло приблизно в рівній кількості, ми отримаємо біле світло. Першим продемонстрував це Ісаак Ньютон, використавши призму для поділу різних кольорів та формування спектру.

Вчені з'ясували, що різнокольорове світло це лише світло різних довжин хвиль. Видима частина спектру варіюється від червоного світла з довжиною хвилі близько 720 нм до фіолетового з довжиною хвилі близько 380 нм, між якими розташовані оранжевий, жовтий, зелений, блакитний та синій кольори. Три різних типи колірних рецепторів у сітківці людського ока найсильніше реагують на червоні, зелені та сині довжини хвиль, у сумі даючи нам усю різноманітність фарб.

Так, то що там каже фізика про те, чому небо блакитне?

Ефект Тіндаля

Перші кроки до правильного пояснення кольору неба зробив Джон Тіндаль 1859 року. Він виявив цікавий ефект: якщо пропустити світло через прозору рідину, в якій зважені дрібні частинки, то блакитне світло розсіюватиметься цими частинками сильніше, ніж червоне світло.

Це легко продемонструвати. Візьміть склянку з водою і розмішайте в ній кілька крапель молока, трохи борошна чи мила, щоб вода в склянці стала каламутною. Потім пропустіть через склянку світло ліхтарика. Ви побачите, що світло всередині склянки стало блакитним. Точніше, блакитним стало те світло, яке потрапило вам у вічі зі склянки, тобто було відхилено і розсіяно в розчині!

Але найцікавіше, що світло на виході зі склянки, втративши частину своєї синьої складової, буде вже не білим, а жовтуватим!Якщо взяти досить широку ємність, то світло, що багаторазово розвіялося в дорозі, остаточно втратить синю складову і вийде з ємності вже не жовтим, а червоним.

Ефект Тіндаля стосується розсіювання світла у каламутних рідинах. Частинки в такій рідині повинні мати особливу структуру поверхні - борозенки, грати, пори, кути, розмір яких можна порівняти з довжиною світлової хвилі.

Завдяки ефекту Тіндаля є красиві блакитні рачки сапфіриніди. Ці крихітні тварини, які ніби світяться зсередини, іноді стають абсолютно невидимими для спостерігача (розсіювання світла йде в ультрафіолетову область).

Ефект Тіндаля відповідає за блакитні очі у людей!

Так-так, блакитні очі створює зовсім не блакитний пігмент - його там просто немає - але меланін, що розсіює світло відповідним чином!

Через кілька років ефект Тіндаля був докладно вивчений лордом Релеєм. З того часу розсіювання світла на дуже маленьких частках стало називатися релеївським розсіюванням. Релей показав, що кількість розсіяного світла обернено пропорційно четвертого ступеня довжини хвилі для досить дрібних частинок. Звідси випливає, що синє світло на таких частках розсіюється більше, ніж червоне, приблизно в 10 разів: (700 нм/400 нм) 4 = 10

Пил чи молекули?

Все це чудово, але наше небо наповнене повітрям, а не рідиною, і в небі не плавають шматочки мила чи молока… Що за частки розсіюють світло в повітрі? Тіндаль і Релей вважали, що блакитний колір неба має бути через дрібні частинки пилу і краплі водяної пари, які зважені в атмосфері точно як частинки молока зважені у воді.

Це помилкова думка, хоч і сьогодні деякі люди кажуть, що колір неба визначається парою та пилом. Якби це було так, то колір неба змінювався б набагато сильніше в залежності від вологості чи туману, ніж він змінюється насправді. Тому вчені припустили (правильно!), що пояснення розсіяння достатньо молекул кисню і азоту. Це саме повітря, вірніше, його молекули розсіюють світло!

Синє небо та хмари на ньому. Повітря розсіює світло відповідно до релеївського розсіювання, а більші частинки хмар відповідно до розсіяння Мі. Фото: Andrei Azanfirei/Flickr.com

Питання остаточно вирішив Альберт Ейнштейн у 1911 році, який розрахував детальну формулу для розсіювання світла в залежності від молекул і подальші експерименти блискуче підтвердили його обчислення. Кажуть, Ейнштейн навіть зміг використати свої розрахунки як додаткову перевірку числа Авогадро!

Чому небо блакитне, а не фіолетове?

До речі, якщо синє світло розсіюється в 10 разів більше, ніж червоне, то ще коротші фіолетові хвилі повинні розсіюватися більше, ніж сині! Виникає питання: чому небо не виглядає фіолетовим?

По-перше, спектр випромінювання світла від сонця перестав бути однаковим усім довжинах хвиль - максимум енергії у спектрі Сонця посідає зелене світло. По-друге, короткохвильове фіолетове світло активно поглинається у верхніх шарах атмосфери (як і ультрафіолет!), тому до поверхні Землі доходить менше фіолетового, ніж синього.

Нарешті, третя причина – наші очі менш чутливі до фіолетового світла, ніж до синього.

Криві чутливості для трьох типів колб у людському оці.

У нас є три типи колірних рецепторів, або колбочок, у сітківці очей. Їх називають червоними, синіми і зеленими, тому що вони найбільше реагують на світ саме на цих довжинах хвиль. Але насправді вони здатні вловлювати і світло інших довжин хвиль, перекриваючи весь спектр.

Коли ми дивимося на небо, червоні колбочки реагують на невелику кількість розсіяного червоного світла, але також – менш сильно – на помаранчеві та жовті довжини хвиль. Зелені колбочки реагують на жовті та сильніше розсіяні зелені та зелено-сині хвилі. Зрештою, сині колбочки стимулюються квітами синіх довжин хвиль, які дуже сильно розсіюються. Якби в спектрі не було синього та фіолетового, небо здавалося б блакитним із легким зеленуватим відтінком. Але хвилі синього і фіолетового кольорів, що найбільш сильно розсіюються, злегка стимулюють і червоні колбочки, тому ці кольори здаються синіми з доданим червоним відтінком. Загальний ефект полягає в тому, що коли ми дивимося на небо, червоні та зелені колбочки стимулюються приблизно однаково, А сині стимулюються сильніше. Ця комбінація у результаті й утворює блакитне чи синє небо.

Прекрасні заходи сонця

Що може бути красивіше тихих заходів сонця на березі моря або в степу? Коли повітря чисте і прозоре, захід буде жовтого кольору, точно як промінь ліхтарика, що перетнув склянку з розчином мила: частина синього світла розсіється і загальний колір Сонця зміститься до червоного кінця спектру.

Заходи Сонця можуть бути надзвичайно різноманітними за колірною гамою залежно від стану атмосфери. Фото: Alex Derr

Інша справа, якщо повітря забруднене дрібними частинками - гаром, пилом, смогом. У цьому випадку захід буде помаранчевим і навіть червоним. Захід сонця над морем також може бути помаранчевим через частинки солі, зважених у повітрі, які можуть створювати ефект Тиндаля. Небо навколо сонця видно почервонілим, а також світло, що йде прямо від сонця. Це пов'язано з тим, що все світло розсіюється відносно добре під невеликими кутами, але тоді синє світло з більшою ймовірністю розсіюватиметься двічі і більше на великих відстанях, залишаючи жовтий, червоний і помаранчевий кольори.

Хмари, блакитний Місяць та блакитний серпанок

Хмари та пилова серпанок здаються білими, тому що вони складаються з частинок, великих довжин хвиль світла. Такі частинки будуть однаково розсіювати всі довжини хвиль (розсіяння Мі).

Але іноді у повітрі можуть бути частинки набагато менших розмірів. Деякі гірські райони славляться своїм блакитним серпанком. Аерозолі терпенів із рослинності вступають у реакцію з озоном в атмосфері, утворюючи дрібні частинки діаметром близько 200 нм, які відмінно розсіюють синє світло.

Синій серпанок над затокою Котор в Чорногорії. Фото: Rocher/Flickr.com

Лісова пожежа або виверження вулкана можуть іноді заповнювати атмосферу дрібними частинками діаметром 500-800 нм, що є відповідним розміром для розсіювання червоного світла. Це дає протилежність звичайному ефекту Тиндаля і може призвести до того, що Місяць набуде синій відтінок, оскільки червоне світло від Місяця розсіяне цими частинками. Справжня блакитний місяць- Дуже рідкісне явище!

Чому небо Марса червоне?

Ось ми дісталися і до Марса, небо на якому, судячи з знімків марсоходів і автоматичних апаратів, що спускаються, то руде, то пісочно-жовте, то сірувато-блакитне… Яке воно насправді?

Згідно з фізикою, марсіанське небо має бути блакитним. Воно і є блакитнеале тільки коли атмосфера на Червоній планеті спокійна. Однак на Марсі, як відомо, часто дмуть вітри. Незважаючи на те, що атмосфера планети вкрай розріджена, вітри здатні піднімати мільйони тонн піску і пилу влаштовувати справжні піщані бурі. Деякі бурі здатні приховати майже всю поверхню Марса!

Після таких бур у повітрі ще довго залишаються зваженими частинки багатої на залізо пилу. Колір цього пилу червоний (це іржа), відповідно і небо на Марсі забарвлюється в жовтувато-жовтогарячий колір.

Відбивні туманності

Нарешті заглянемо далеко в космос, туди, де зараз народжуються зірки.

Комплекс туманностей ро Змієносця. Фото: Jim Misti/Steve Mazlin/Robert Gendler

Ось цілий комплекс із космічних газопилових хмар, розташований на межі сузір'їв Зміїносця та Скорпіона. Зверніть увагу: частина хмар яскраво світиться червоним свіченням, інша частина, навпаки, поглинає світло та нагадує чорні провали. Нарешті, третина має блакитний колір.

Всі три типи хмар складаються в основному з водню з невеликою домішкою пилу та молекул. Чому вони виглядають по-різному? Вся справа у їхній температурі. Нагріті світлом занурених у них зірок, хмари починають самі світитись. Червоне світіння – випромінювання водню. Дуже холодні хмари навпаки поглинають світло і тому непрозорі для нас. Нарешті, холодні, але розташовані неподалік яскравих зірок хмари виглядають голубуватими. Вони відбивають світло зірок, розсіюючи його так само, як і атмосфера Землі!

Post Views: 4 624