Open
Close

Почему небо голубое а на закате красное. Свет в воздухе. Более подробно об атмосфере

В ясный солнечный день небосвод над нами имеет ярко-синий цвет. Вечером, на закате, небо обретает приятный для глаза глубокий красный цвет с многочисленными оттенками. Так почему же небо днем голубое? Что делает закат красным? Каким образом прозрачный воздух переливается синими и красными оттенками в разное время суток?

Я представлю 2 ответа здесь: первый - более упрощенный для широкого читателя, второй - более научный и точный. Выберите уж сами, какой вам по душе.

Вы, возможно, заметили, небо также выглядит голубым в горах. Это одно и то же явление, называемое эффектом Тиндалла, которое объясняет это. Действительно, путь, который должен пройти свет, еще короче, его рассеивание менее важно, и свет будет казаться еще более синим, тянущим почти до темно-синего.

Прекрасная красная радуга была снята на горе Диабло в Калифорнии. Морской сибилейский ректор - Погодная сеть. Это великолепное светящееся явление охватывает палитру разнообразных цветов. Однако в редких случаях цветной лук можно украсить одним цветом.

1. Почему небо голубое, а не зеленое? Ответ для чайников

Свет от Солнца или лампы выглядит белым, но на самом деле белый цвет-это смесь всех 7 существующих цветов: красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего и фиолетового (рис. 1). Небо (атмосфера) наполнено воздухом. Воздух представляет собой смесь з крошечных молекул газа и небольших кусочков твердого материала, такого как, например, пыль. Так как солнечный свет проходит сквозь воздух, он сталкивается с частицами воздуха. Когда луч света попадает на молекулы газа, он может "отскочить" в другом направлении (рассеиваться).

Каков цвет неба планеты Марс?



Двойные радуги - еще одно необычное и удивительное явление света, которое иногда случается. Точный вопрос: если бы мы были перенесены на планету Марс, какой цвет мы увидели бы небо, подняв глаза? Вы, конечно, задаетесь вопросом, имеет ли смысл иметь дело с такой проблемой, как часть вводного курса по оптике, что понятно.

Таким образом, атмосфера Марса гораздо менее плотная, чем земная, а ее земное давление меньше, чем на сотую часть Земли. Телескопическое наблюдение, а также информация, сообщенная космическими зондами, указывают на то, что в атмосфере Марса иногда присутствуют туманы или очень редкие облака, и иногда они содержат пыль в больших количествах.

Некоторые составные цвета белого света,такие как красный и оранжевый, проходят от Солнца к нам в глаза прямо, без рассеивания. Но большинство лучей голубого цвета "отскакивает" от частиц воздуха по всем направлениям. Таким образом, все небо оказывается буквально пронизанным голубыми лучами. Когда вы смотрите вверх, часть этого голубого света достигает глаза и вы видитеотовсюду над головой голубой свет! Вот,собственно, почему небо голубое!

Поэтому мы можем предсказать, что небо должно появиться на Марсе с оттенками, принадлежащими палитре более или менее синего блюза и, возможно, с розовым оттенком во времена восхода и захода солнца. Какое физическое явление может объяснить этот любопытный и переменный цвет? Вот несколько аргументов, которые помогут нам медитировать на эту тему.

Некоторые люди считают, что этот цвет марсианского неба обусловлен цветом пыли, переносимой атмосферой. Мы видели, что диффузия Ми является «белой», но она возникает, когда зерна пыли имеют размеры, сравнимые с длиной волны света. К тому, что красноватая пыль окрашивает по существу небо, было бы необходимо, чтобы Они сделаны из больших зерен. Но атмосфера Марса настолько скудна, что маловероятно, что она в большой степени переносит пыль. На сегодняшний день это самый большой разведочный автомобиль, который был отправлен на эту планету.

Естественно, все упрощено по максимуму, но ниже представлен параграф, где более фундаментально описано свойство нашего с вами любимого неба над головой и причины, которые объясняют, почему все-таки цвет неба именно голубой, а не зеленый!

2. Почему небо голубое? Ответ для продвинутых

Давайте рассмотрим более детально природу света и цвета. Цвет, как все знают, - это свойство света, которое могут воспринимать и определять наши глаза и мозг. Свет от солнца - это большое количество белых лучей, которые состоят из всех 7 цветов радуги. Свет обладает свойством дисперсии (рис. 1). Всё освещается Солнцем, но некоторые предметы отражают лучи только одного цвета, например, синего, а другие предметы - только лучи желтого и тд. Таким образом человек определяет цвета. Итак, Солнце светит на Землю своими белыми лучами, но её окутывает атмосфера (толстый слой воздуха), и когда этот белый (состоящий из всех цветов) луч проходит через атмосферу, именно воздух рассеивает (распространяет) все 7 цветных лучей белого солнечного луча, но с большей силой именно его сине-голубые лучи (проще говоря, атмосфера буквально начинает светиться голубым цветом). Другие цвета напрямик попадают от Солнца к нам в глаза (рис 2).

Солнце было необычно красным во вторник утром и должно быть снова в этот вторник вечером. Причина в том, что дым от массивных лесных пожаров, разразившихся в минувшие выходные в северной Португалии и на северо-западе Испании, говорит Королевский метеорологический институт.

В понедельник вечером и во вторник утром бельгийцы увидели, что солнце стало красным, чем обычно. Дым - это частицы, которые имеют тенденцию фильтровать свет. Красный цвет идет намного лучше, чем синий, следовательно, цвет солнца, - продолжает он. Эти частицы смогли подняться и переместиться в Бельгию из-за особых атмосферных условий, которым способствовала буря Офелия. Чтобы воздушные массы двигались, вам нужна разница в давлении.

Почему именно голубой цвет поддается наибольшему рассеиванию в атмосфере? Это природное явление, и описывается оно физическим законом Рэлея. Если объяснять проще, то существует формула, которую вывел Рэлей в 1871 году, и которая определяет, как зависит рассеивание света (луча) от цвета этого луча (то есть от такого свойства луча, как его длина волны). И так уж получилось, что наименьшую длину волны и соответственно наибольшее рассеивание имеет именно небесно-голубой цвет.

Явление все еще возможно во вторник вечером

Дымовые шлейфы такой интенсивности редко наблюдаются, потому что масса воздуха должна подвергаться небольшому разбавлению. Явление, особенно заметное, когда солнце брит и поэтому во время заката или восхода солнца должно все же произойти в этот вторник вечером. Обычные облака, однако, также должны покрывать небо.

В понедельник днем ​​небо и солнце приняли оранжевый оттенок в Англии и на западном фасаде Франции, что удивило многих жителей. Это явление связано не с пожарами, которые попали на Иберийский полуостров, а на песок из Сахары, перевозимый штормом Офелия.

Почему во время восхода и Заката небо красное? На закате или восходе Солнце находится низко над горизонтом, из-за чего солнечные лучи наклонно падают

ют на Землю. Длина луча, естественно, многократно увеличивается (рис. 3), и поэтому на таком огромном расстоянии почти вся коротковолновая (сине-голубая) часть спектра рассеивается в атмосфере и не доходит до поверхности Земли. Доходит до нас только длинные волны, жёлто-красные. Как раз такой цвет и приобретает небо во время восхода заката. Вот почему небо кроме голубого и синего бывает и желтым и красным!

Синий цвет обусловлен диффузией солнечного света атмосферой

Желтое небо и красное солнце для Бельгии сегодня. В течение дня, в хорошую погоду, небо кажется синим, потому что оно рассеивает солнечный свет. Газы в атмосфере прозрачны для видимого света. Молекулярные взаимодействия радиации производятся без нагрева газа. Диффузия - это упругий процесс, основным эффектом которого является отклонение световых лучей. В случае молекул, значительно меньших длины волны, доля отклоненного излучения сильно возрастает, если длина волны уменьшается. Короткое излучение с длиной волны в 6 раз больше, чем длинноволновое излучение.

А сейчас для полного понимания всего вышесказанного несколько слов о том, что из себя представляет атмосфера.

Что такое атмосфера (небесный свод)?

Атмосфера представляет собой смесь молекул газа и других материалов, окружающих Землю. В основном атмосфера состоит из газов азота (78%) и кислорода (21%). Газы и вода (в виде паров, капель и ледяных кристаллов) являются наиболее распространенными составными частями атмосферы. Есть также небольшое количество других газов, а также множество мелких твердых частиц, таких как пыль, сажа, пепел, соль из океанов и тд. Состав атмосферы меняется в зависимости от географического положения, от погоды и многого другого. Где-то может быть больше воды в воздухе после ливня или рядом с океаном, где-то вулканы извергают большое количество частиц пыли высоко в атмосферу.

Это свойство находится в макроскопическом масштабе для атмосферного газа, потому что это разбавленная среда, где молекулы распределены случайным образом. Полное моделирование диффузии должно учитывать добавление амплитуд рассеянных излучений соседними частицами в соответствии с их распределением и их плотностью. В случае однородной конденсированной среды, такой как вода, можно найти прямолинейное распространение с показатель преломления.

Синий цвет неба, наблюдаемый в направлении, отличном от направления солнца, поэтому происходит из последовательности диффузии солнечного света молекулами. На большой высоте небо кажется более темным, потому что рассеянная среда пересекается менее толстый. Вне атмосферы Земли небо черное, потому что больше нет диффузии.

Атмосфера более плотная в своей нижней части, рядом с Землей. Она с высотой постепенно утончается. Не существует резкого разрыва между атмосферой и пространством. Вот почему мы видим переливы голубого и синего на небе, именно потому, что атмосфера на небе везде разная, имеет различную структуру и свойства.

Если вы видите вместо синего неба разноцветный узор, поздравляем! Скорее всего, вы – пчела! Люди же улавливают только часть спектра существующих световых волн, и небо предстает перед нами в том цвете, в котором мы и привыкли его видеть – голубом, синем, алом. Но почему именно в этих цветах?

Голубой свет неба обладает свойством быть частично поляризованным, что легко наблюдать с помощью поляризатора. Эффект наиболее ясен, когда небо наблюдается в направлении, перпендикулярном к Солнцу. Можно проверить, что направление поляризации, потушенное в рассеянном излучении, соответствует тому, которое соответствует направлению распространения солнечных лучей, достигающих рассеивающей среды.

Когда солнце низко на горизонте, его излучение проходит через большую толщину атмосферы и испытывает большое количество диффузий, что лишает его значительной части его синей составляющей. Таким образом, солнце кажется нам оранжевым и даже иногда красный.

На самом деле небо только кажется нам голубым. А все потому, что цвет – субъективная характеристика электромагнитного излучения оптического диапазона. Люди определяют тот или иной цвет на основании физиологического зрительного ощущения, которое зависит от ряда физических, физиологических и психологических факторов. Впрочем, вряд ли это даст ответ на наш вопрос.

Облака, туман, снег также рассеивают свет, а жидкая вода и лед прозрачны. Это тонкое разделение воды в виде небольших капель или кристаллов снега, что делает эти среды Цвет белый, потому что диффузионный процесс отличается для частиц, больших длины волны излучения. Туман или облачные частицы имеют радиус порядка 1-10 мкм, а диффузия объясняется теорией Ми, которая учитывает размер и форму рассеивающей частицы.

Когда капли воды еще больше, их оптическое поведение следует законам геометрической оптики. Процессы дифракции, дифракции и рефракции происходят в зависимости от того, взаимодействует ли свет с препятствиями очень малого размера, аналогичными или очень большими по сравнению с длиной волны.

Люди – одни из немногих живых существ, способных видеть природу такой красочной и сочной

Объяснить, почему небо голубое, синее, красное или серое поможет понимание простейших законов физики.

Почему небо голубого цвета – элементарная физика

Всем изучавшим физику в школе должно быть известно, что белый свет на самом деле содержит семь основных цветов:

Опыт заката

Классический эксперимент показывает влияние диффузии на частицы в суспензии в коллоидном растворе серы. Подробное описание этого «опыта заката» дано на планете Земля. Пучок белого света проходит через сосуд, в котором химическая реакция образует серу в суспензии. Свет, рассеянный раствором, наблюдаемый перпендикулярно падающему лучу, является голубоватым. Цвет света, выходящего после пересечения резервуара, также наблюдается: обедненный синим светом, он появляется оранжевый.

Многие другие объекты рассеивают свет: краски, бумага и т.д. диффузия отвечает за внешний вид поверхностей, матовый, глянцевый или атласный аспект, а поглощение определяет основной цвет. Для вычислительных элементов относительно осциллирующего дипольного электромагнитного поля: все книги бакалавриата, касающиеся электромагнетизма. Вспомним, например, «Электромагнетизм - основы и приложения» Ж. -П. . Сцена - это закат, видимый из Кратера Гейла.

  • каждый (красный)
  • охотник (оранжевый)
  • желает (желтый)
  • знать (зеленый)
  • где (голубой)
  • сидит (синий)
  • фазан (фиолетовый)

Цвета меняются по мере уменьшения длины световой волны. Из видимых нам самым «коротковолновым» будет синий свет. Он рассеивается гораздо сильнее, чем тот же красный цвет. Говоря проще, красный свет рассеивается меньше остальных, а синий и фиолетовый больше. Это и объясняет, почему небо голубое. Кстати, именно по этой причине запретительные световые сигналы (например, у светофора) стараются делать красными.

И если говорить о голубой, самый очевидный аспект марсианского заката только голубоватый оттенок неба вблизи Солнца: четкое различие с тем, что мы видим в небе Земли, где закаты характеризуются яркими мазками красного и оранжевый. Причину этого разнообразия можно найти в различной плотности атмосферы Марса, чем в атмосфере Земли. Атмосферная масса на Марсе составляет менее 1% от Земли. Следствием этого является то, что в земных небесах солнечный свет гораздо сильнее воздействует на молекулы воздуха и крошечные частицы пыли, взвешенные в атмосфере.

Почему небо голубое, а закат красный?

Почему же небо при закате становится алым, а порой и вовсе красным? А все потому, что красный – это самый «длинноволновой» свет, которому под силу пробиться через толщу воздуха тогда, когда солнце садится.


Чем больший слой атмосферы придется преодолеть солнечному лучу, тем краснее будет закат

Но чтобы понять, как это влияет на цвета заката, мы должны сделать предварительное отступление. Когда атмосферный газ или частицы пыли имеют гораздо меньшие длины волн солнечного света, прохождение солнечного света через атмосферу вызывает явление, называемое раилеевым рассеянием. Она состоит в распространении солнечного света во всех направлениях, с эффективностью, которая обратно пропорциональна четвертой степени длины волны света, а это означает, что, чем меньше длина волны солнечных лучей, тем больше их диффузии в атмосферу в результате рассеяния Рэлея.

Непонятно, отчего небо голубое только в ясную погоду? Да все по той же причине! При пасмурной погоде большая часть солнечного света не доходит до земли. А то немногое, что «прорывается», преломляет взвешенные в воздухе водяные капли. Вот они-то и искажают световую волну. Облака рассеивают свет от неба, в результате до земли доходит белый свет. Серый цвет неба – результат того же процесса, только облака при этом больших размеров.

Теперь солнечный свет имеет один, который содержит комбинированный свет всех цветов радуги. Из этих цветов синий имеет самую низкую длину волны: поэтому синий среди всех цветов солнечного света, лучший, который распространяется в атмосфере Земли при рассеянии Рэлея. Синий цвет, который доминирует в дневное небо Земли не что иное, как следствие смешения всех цветов солнечного света в результате его распространения, с явным доминированием синего и, в меньшей степени, в зеленый цвет.

Красный свет, который имеет наибольшую длину волны между цветами, видимыми с человеческого глаза, - это тот, который менее эффективно рассеивается в нашей атмосфере. Почему же тогда мы видим Красное Солнце и небо в его окрестностях также красным или оранжевым?