Se știe că cerul este albastru- acesta este motivul interacțiunii stratului de ozon cu lumina soarelui. Dar ce se întâmplă exact în materie de fizică și de ce este cerul albastru? Au existat mai multe teorii despre asta. Toate, în final, confirmă că motivul principal este atmosfera. Dar este explicat și mecanismul de interacțiune.
Principalul fapt se referă la lumina soarelui. Se știe că lumina soarelui Are culoare alba. Albul este suma tuturor spectrelor. Poate fi descompus în curcubee (sau spectre) pe măsură ce trece printr-un mediu de dispersie.
Pe baza acestui fapt, oamenii de știință au propus mai multe teorii.
Prima teorie a atribuit culoarea albastră împrăștierii particulelor din atmosferă. S-a presupus că o cantitate mare de praf mecanic, particule de polen de plante, vapori de apă și alte incluziuni mici funcționează ca mediu de dispersie. Ca urmare, doar spectrul de culori albăstrui ajunge la noi. Dar cum să explic atunci că culoarea cerului nu se schimbă iarna sau în nord, unde există mai puține astfel de particule sau natura lor este diferită? Teoria a fost rapid respinsă.
Următoarea teorie a presupus că fluxul de lumină de culoare albă trece prin atmosferă, care constă din particule. Când un fascicul de lumină trece prin câmpul lor, particulele sunt excitate. Particulele activate încep să emită raze suplimentare. Acesta este ceea ce transformă soarele într-o culoare albăstruie. Lumina albă, pe lângă împrăștierea mecanică și dispersia ei, activează și particulele atmosferice. Fenomenul seamănă cu luminiscența. Deocamdată, această explicație este .
Cea mai recentă teorie cel mai simplu și este suficient să explicăm cauza principală a fenomenului. Semnificația sa este foarte asemănătoare cu teoriile anterioare. Aerul este capabil să împrăștie lumina în spectre. Acesta este motivul principal pentru strălucirea albastră. Lumina cu lungime de undă scurtă se împrăștie mai intens decât lumina cu lungime de undă scurtă. Acestea. Violetîmprăștiate mai mult decât roșu. Acest fapt explică schimbarea culorii cerului la apus. Este suficient să schimbi unghiul soarelui. Acesta este ceea ce se întâmplă atunci când pământul se rotește, iar culoarea cerului se schimbă în roz portocaliu la apus. Cu cât soarele este mai sus deasupra orizontului, cu atât vom vedea mai multă lumină albastră. Motivul pentru tot este aceeași dispersie sau fenomenul de descompunere a luminii în spectre.
Pe lângă toate acestea, trebuie să înțelegeți că este imposibil să excludeți toți factorii indicați mai sus. La urma urmei, fiecare dintre ele contribuie la imaginea de ansamblu. De exemplu, în urmă cu câțiva ani, la Moscova, ca urmare a înfloririi abundente a plantelor în primăvară, s-a format un nor dens de polen. A colorat cerul Culoarea verde. Acesta este un fenomen destul de rar, dar arată că teoria respinsă despre microparticulele din aer este, de asemenea, locul potrivit. Cu toate acestea, această teorie nu este exhaustivă.
Cu siguranță fiecare persoană s-a gândit măcar o dată de ce cerul este albastru, și nu verde sau, de exemplu, portocaliu. Pare o întrebare atât de simplă! Dar cum să găsești răspunsul la asta? Cum să le explic copiilor de ce cerul este albastru? Să ne dăm seama! La urma urmei, fizicienii ne-au oferit de mult mai multe versiuni. În mod remarcabil, disputele științifice pe această temă sunt încă în desfășurare. Deci fiecare dintre noi poate interpreta răspunsul în felul nostru.
De ce este cerul albastru - cele mai populare răspunsuri
Deci de ce este cerul albastru, sau cel puțin pare să fie? Pentru a oferi răspunsul corect la această întrebare aparent simplă pentru copii, trebuie să vă scufundați în lumea fizicii. Atunci acest fenomen va fi destul de înțeles. Până la urmă, chiar și la școală, la lecțiile de istorie naturală, elevilor li s-a spus de ce vedem cerul albastru. Ideea este că în acest fel lumina soarelui și stratul de ozon interacționează între ele. Cu toate acestea, nu totul este atât de clar pe cât pare la prima vedere. Există mai multe teorii care explică mecanismul acestei interacțiuni. Să-i cunoaștem!
Teoria #1
Cea mai simplă și de înțeles teorie care vă permite să explicați de ce cerul este albastru și ajută la darea unui răspuns copiilor, se referă la un fenomen foarte simplu. Ideea este că aerul împrăștie lumina în diferite spectre. Rezultatul este o strălucire albastră, iar unda scurtă de lumină face această împrăștiere mai intensă.
Pe o notă! Apropo, acest fapt poate explica faptul că la apus, culoarea cerului devine diferită. Se schimbă doar unghiul de incidență al razelor solare.
Vorbind în cuvinte simple și oferind un răspuns scurt, atunci principalul motiv pentru albastrul cerului este dispersia, adică descompunerea luminii în spectre. Cu cât soarele este mai sus deasupra orizontului, cu atât mai albastru apare cerul.
Teoria #2
O altă teorie care explică de ce cerul este albastru este că acest fenomen se datorează dispersării diferitelor particule în atmosferă. Aici vorbim despre praf mecanic, abur obișnuit, polen de plante și alte incluziuni mici. Toate împreună funcționează ca mediu de dispersie. Datorită acestei interacțiuni, ochiul nostru capătă doar o culoare albăstruie.
Notă! Această teorie a fost respinsă de mulți oameni de știință. Problema este că nu explică schimbarea culorii cerului în timpul iernii sau în regiunile nordice.
Teoria #3
Dacă nu știi cum să explici unui copil de trei ani de ce cerul este albastru, atunci familiarizează-te cu această teorie. Unii oameni de știință au efectuat un studiu și au concluzionat că fluxul de lumină este alb, adică este suma tuturor spectrelor care pot fi descompuse în alte culori (curcubeul). Trece prin atmosferă, care constă dintr-o varietate de particule. Când o rază de soare trece prin atmosferă, particulele devin active și eliberează propriile raze (adică, suplimentare). Drept urmare, lumina soarelui devine albastră. Există un fel de luminiscență naturală.
În prezent, este a treia teorie pe care majoritatea oamenilor de știință o consideră cea mai corectă. Oferă cel mai cuprinzător răspuns la întrebarea de ce ni se pare cerul albastru. Ea dezvăluie cel mai factori. Până în prezent, nu au fost identificate discrepanțe sau inconsecvențe. Deși există o serie de cercetători care susțin că această opțiune nu este adevărată.
Într-o zi senină și însorită, cerul de deasupra noastră are o lumină strălucitoare Culoarea albastră. Seara, la apus, cerul capătă o culoare roșu intens cu numeroase nuanțe plăcute ochiului. Deci de ce este cerul albastru în timpul zilei? Ce face roșu un apus de soare? Cum strălucește aerul transparent cu nuanțe de albastru și roșu în diferite momente ale zilei?
Vă voi prezenta aici 2 răspunsuri: primul este mai simplificat pentru cititorul general, al doilea este mai științific și mai precis. Alegeți singur pe care vă place.
1. De ce este cerul albastru și nu verde? Răspuns pentru manechini
Lumina de la Soare sau o lampă arată albă, dar albul este de fapt un amestec al tuturor celor 7 culori existente: roșu, portocaliu, galben, verde, cyan, indigo și violet (Figura 1). Cerul (atmosfera) este plin de aer. Aerul este un amestec de molecule de gaz minuscule și bucăți mici de material solid, cum ar fi praful. Pe măsură ce lumina soarelui călătorește prin aer, se ciocnește cu particulele de aer. Atunci când un fascicul de lumină lovește moleculele de gaz, acesta poate „sări” în cealaltă direcție (împrăștiere).
Unele culori componente ale luminii albe, cum ar fi roșu și portocaliu, trec direct de la Soare în ochii noștri fără a se împrăștia. Dar majoritatea razelor albastre „sără” de particulele de aer în toate direcțiile. Astfel, întregul cer este literalmente străpuns de raze albastre. Când ridici privirea, o parte din această lumină albastră ajunge la ochiul tău și vezi lumină albastră din tot capul tău! Aici, de fapt, de ce cerul este albastru!
Desigur, totul este simplificat la maximum, dar mai jos este un paragraf în care proprietatea iubitului nostru cer deasupra capului nostru este descrisă mai fundamental și motivele care explică de ce culoarea cerului este albastră și nu verde până la urmă!
2. De ce este cerul albastru? răspuns avansat
Să aruncăm o privire mai atentă asupra naturii luminii și a culorii. Culoarea, după cum știe toată lumea, este o proprietate a luminii pe care ochii și creierul nostru o pot percepe și defini. Lumina de la soare este o cantitate mare de raze albe, care constau din toate cele 7 culori ale curcubeului. Lumina are proprietatea de dispersie (Fig. 1). Totul este iluminat de Soare, dar unele obiecte reflectă razele de o singură culoare, de exemplu, albastru, în timp ce alte obiecte reflectă doar razele de galben etc. Așa definește o persoană culorile. Deci, Soarele strălucește pe Pământ cu razele sale albe, dar atmosfera (un strat gros de aer) îl învăluie, iar atunci când această rază albă (formată din toate culorile) trece prin atmosferă, aerul este cel care se împrăștie (se răspândește). ) toate cele 7 raze colorate ale razei albe ale soarelui, dar cu o forță mai mare, sunt razele sale albastru-albastru (cu alte cuvinte, atmosfera începe literalmente să strălucească culoarea albastra). Alte culori cad direct de la Soare în ochii noștri (Fig. 2).
De ce albastrul este culoarea cea mai difuză în atmosferă? Acesta este un fenomen natural și este descris de legea fizică a lui Rayleigh. Pentru a spune mai simplu, există o formulă derivată de Rayleigh în 1871 și care determină modul în care împrăștierea luminii (un fascicul) depinde de culoarea acestui fascicul (adică de o astfel de proprietate a fasciculului precum lungimea de undă) . Și s-a întâmplat că culoarea albastru-cer are cea mai scurtă lungime de undă și, în consecință, cea mai mare dispersie.
De ce este cerul roșu în timpul răsăritului și apusului? La apus sau la răsărit, soarele este jos la orizont, ceea ce face ca razele soarelui să cadă oblic
dar pe Pământ. Lungimea fasciculului, desigur, crește de multe ori (Fig. 3) și, prin urmare, la o distanță atât de mare, aproape întreaga parte a spectrului cu lungime de undă scurtă (albastru-albastru) este împrăștiată în atmosferă și nu atinge Suprafața pământului. Doar valuri lungi, galben-roșii, ajung la noi. Aceasta este exact culoarea pe care o ia cerul în timpul răsăritului și apusului. De aceea cerul, pe lângă albastru și albastru, este și galben și roșu!
Și acum, pentru o înțelegere completă a tuturor celor de mai sus, câteva cuvinte despre cum este atmosfera.
Care este atmosfera (bolta cerului)?
Atmosfera este un amestec de molecule de gaz și alte materiale care înconjoară Pământul. Practic, atmosfera este formată din azot gazos (78%) și oxigen (21%). Gazele și apa (sub formă de vapori, picături și cristale de gheață) sunt cei mai obișnuiți constituenți ai atmosferei. Există, de asemenea, cantități mici de alte gaze, precum și multe particule fine, cum ar fi praful, funinginea, cenușa, sarea din oceane etc. Compoziția atmosferei se modifică odată cu locație geografică, vremea și multe altele. Undeva poate fi mai multă apă în aer după o furtună sau lângă ocean, undeva vulcanii erup cantități mari de particule de praf în atmosferă.
Atmosfera este mai densă în partea inferioară, lângă Pământ. Se subțiază treptat odată cu înălțimea. Nu există un decalaj ascuțit între atmosferă și spațiu. De aceea vedem revărsări de albastru și albastru pe cer, tocmai pentru că atmosfera de pe cer este diferită peste tot, are o structură și proprietăți diferite.
Te-ai întrebat vreodată de ce cerul este albastru? La urma urmei, atmosfera este formată din aer transparent, iar lumina soarelui este albă. Cum se întâmplă ca în timpul zilei, la lumina Soarelui, cerul să devină albastru și opac. Până în 1899, acest paradox a fost insolubil, dar acum știința știe răspunsul.
De ce este cerul albastru?
Răspunsul constă în natura luminii. Lumina albă este formată din șapte culori ale spectrului: roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, indigo și violet, fiecare dintre acestea corespunzând unei anumite lungimi de undă. Lungimile de undă ale luminii roșii sunt cele mai lungi, portocaliu puțin mai scurte...violetele sunt cele mai scurte.
- Soare
- raze de lumină
- Culorile spectrului care formează partea vizibilă a radiației (luminii) Soarelui nostru.
- Pământ
Când trece prin atmosfera densă a pământului, lumina începe să se împrăștie, refractând pe cele mai mici particule de gaz, vapori de apă și praf. După cum probabil ați ghicit, nu toate componentele spectrului se împrăștie în mod egal. Undele roșii atât de lungi practic nu se împrăștie în lateral, urmând fasciculul până la pământ. Lumina albastră cu undă scurtă, dimpotrivă, este foarte bine împrăștiată în lateral, colorând întregul cer în tonuri albastru-albastru.
- unde luminoase
- Atmosfera Pământului
- Refracția și împrăștierea părții albastre a spectrului
Cu cât lungimea de undă a luminii este mai mică, cu atât se împrăștie mai mult în atmosferă și invers. Cifra „3” din figură marchează procesul de refracție a luminii pe moleculele de gaz, particulele de praf și picăturile de apă care umplu atmosfera.
Răspuns scurt: Partea albastră a spectrului de culori al Soarelui, din cauza lungimii de undă scurte, este mai bine împrăștiată în atmosfera pământului în comparație cu celelalte 6 culori ale spectrului.
De ce cerul NU este violet?
Partea violetă a spectrului are într-adevăr mai mult Scurtă durată valuri decât albastru și, prin urmare, este mai bine împrăștiat în atmosferă. Cu toate acestea, cerul nostru nu este violet. De ce? În primul rând, Soarele are un spectru neuniform - radiația violetă este mult mai mică decât cea albastră. În al doilea rând, ochii oamenilor sunt mai puțin sensibili la violet.
De ce este roșu apusul?
În timpul răsăritului și apusului soarelui, lumina soarelui călătorește tangențial la suprafața pământului - distanța parcursă de fascicul prin atmosferă crește semnificativ. Toată lumina cu lungime de undă scurtă este împrăștiată în lateral cu mult înainte de a ajunge la observator. Doar valuri lungi portocalii și roșii ajung la sol, care sunt ușor împrăștiate de-a lungul razelor directe și colorează partea locală a cerului.
Grecii antici credeau: „Cerul este albastru pentru că este creat din cel mai pur cristal de stâncă!”. În același timp, cristalul este multistratificat - prin urmare are o culoare albastră. Dacă puneți o bucată de sticlă obișnuită în fața dvs., aceasta va fi transparentă. Cu toate acestea, dacă strângi câteva bucăți și încerci să te uiți prin ele, se dovedește că nu vei vedea ce se află de fapt în spatele întregii structuri, ci un fel de albastru de neînțeles.
Deci, în cazul nostru, cerul este o serie de sfere de cristal, care sunt situate una în alta cu precizie de bijuterii. În mijlocul acestui întreg ansamblu de sfere se află Pământul cu cetățile, tavernele, drumurile, vârfurile muntoase, templele, orașele și mările sale. Pe o sferă este un Soare strălucitor. Pe cealaltă parte este luna. A treia sferă este liniștită de un număr infinit de stele, care din când în când se desprind de suprafața cristalului și cad. Toate celelalte sfere sunt plasate pe una dintr-un număr mare de planete.
Toate aceste sfere se rotesc și fiecare are propria direcție și viteză. Ele se rotesc fără scârțâit sau scârțâit, iar chiar în centrul acestui sistem uimitor, planeta noastră unică și importantă este situată în golul „lumii”. Trebuie să fi fost o priveliște magnifică!
În această teorie, de ce cerul este albastru, grecii antici credeau sincer. Totuși, ce anume i-a făcut să creadă așa? La urma urmei, cerul nu poate fi atins, poate fi doar contemplat. Contemplă și reflectă, construiește cele mai incredibile presupuneri. În timpul nostru, se obișnuiește să se numească astfel de presupuneri „teorie științifică”, dar grecii antici nu s-au deranjat și le-au numit așa - presupuneri.
De ce este cerul albastru (conform oamenilor de știință)?
Oamenii de știință moderni au reușit să găsească răspunsul corect și să demonstreze de ce cerul este albastru. Frumoasa fizica perioadă lungă de timp a ascuns acest secret, sau mai bine zis atmosfera planetei noastre. După cum știe toată lumea, aerul în sine este un gaz incolor, totuși, atunci când razele soarelui îl pătrund, lumina începe să se descompună în 7 culori primare:
Deoarece albastrul și albastrul au un avantaj clar în acest proces, de aceea vedem cerul ca albastru-albastru.
Cel mai de succes exemplu al acestui proces este compararea zilei cu noaptea. Noaptea, razele soarelui sunt absente, deoarece Soarele va lumina în prezent partea opusă a planetei. Din cauza absenței luminii, putem observa adevărata culoare a atmosferei, mai exact, absența oricărei culori, transparență. Prin aerul transparent avem ocazia să vedem alte galaxii, stele, scânduri, spațiu negru. În momentul în care Soarele începe să lumineze din nou partea noastră a planetei, cerul devine azur. Astfel, cerul este un fel de perdea albastră în spatele căreia spațiul ne este ascuns în timpul orelor de lumină. De aceea, cerul este albastru ziua și transparent noaptea, ceea ce îl face să ne pară negru.
De ce cerul este albastru numai pe vreme senină. Cert este că, pe vreme înnorată, întregul spectru al razelor de lumină este pur și simplu incapabil să pătrundă pe suprafața Pământului, iar acele puține raze care ar putea ajunge la noi sunt refractate de apă, care se află în suspensie la o altitudine foarte mare. Această apă este cea care distorsionează undele luminoase.
Acum ești convins că întregul motiv al schimbării culorilor cerului se află în legile de nezdruncinat ale fizicii.
Se încarcă...