Почему небо голубое?

Почему небо голубое - очень трудно найти ответ на такой простой вопрос. Многие ученые ломали себе голову в поисках ответа. Наилучшее решение проблемы предложил около 100 лет назад английский физик лорд Джон Рэлей. Но начнем сначала. Солнце излучает ослепительно чистый белый свет. Значит и цвет неба должен быть таким же, но оно все таки голубое. Что же происходит с белым светом в земной атмосфере?

Белый свет - это смесь цветных лучей. С помощью призмы мы можем сделать радугу. Призма раскладывает белый луч на цветные полосы: красную, оранжевую, желтую, зеленую, голубую, синюю и фиолетовую. Соединяясь вместе, эти лучи вновь образуют белый свет. Можно предположить, что солнечный свет сначала расщепляется на цветные составляющие. Потом что-то происходит, и поверхности Земли достигают только голубые лучи.

Так почему же небо голубое?

Есть несколько возможных объяснений. Воздух, окружающий Землю,— это смесь газов: азота, кислорода, аргона и других. В атмосфере присутствуют еще водяной пар и кристаллики льда. В воздухе взвешены пыль и другие мелкие частицы. В верхних слоях атмосферы находится слой озона. Может быть причина в этом? Не которые ученые считали, что молекулы озона и воды поглощают лучи красного цвета и пропускают голубые. Но оказалось, что в атмосфере просто не хватит озона и воды, чтобы окрасить небо в голубой цвет.

В 1869 году англичанин Джон Тиндалл предположил, что пыль и другие частицы рассеивают свет. Синий свет рассеивается в наименьшей степени и проходит слои таких частиц, достигая поверхности Земли. В своей лаборатории он создал модель смога и осветил ее ярким белым лучом. Смог окрасился в глубокий синий цвет. Тиндалл решил, что если бы воздух был абсолютно чист, то ничто бы не рассеивало свет, и мы могли бы любоваться ярким белым небом. Лорд Рэлей тоже поддерживал эту идею, но недолго. В 1899 году он опубликовал свое объяснение: именно воздух, а не пыль или дым, окрашивает небо в голубой цвет.

Объяснение почему небо голубое. Часть солнечных лучей проходит между молекулами газа, не сталкиваясь с ними, и без изменений достигает поверхности Земли. Другая, большая часть, поглощается газовыми молекулами. При поглощении фотонов молекулы возбуждаются, то есть заряжаются энергией, а затем испускают ее в виде опять-таки фотонов. Эти вторичные фотоны имеют разную длину волны и могут быть любого цвета — от красного до фиолетового. Разлетаются они во всех направлениях: и к Земле, и к Солнцу, и в стороны. Лорд Рэлей предположил, что цвет испускаемого луча зависит от преобладания в луче квантов того или иного цвета. При столкновении молекулы газа с фотонами солнечных лучей на один вторичный квант красного цвета приходится восемь квантов синего.

Каков результат? Интенсивный голубой свет буквально льется на нас со всех сторон из миллиардов молекул газов атмосферы. К этому свету примешаны фотоны других цветов, поэтому он не имеет чисто синего тона.

Потому что коротковолновое излучение рассеивается сильнее, чем длинноволновое.
Поэтому из спектра Солнца голубой свет рассеивается, и небо становится голубым, а остаётся желтый - потому Солнце и кажется "золотым". На заре слой атмосферы, через который проходят лучи, толще, и восходящее солнце кажется аж вовсе алым.
По этой же причине противотуманные фары делают желтыми.
.

мы не сторонники разбоя..

потому-что снег белый )

Почему небо голубое?

Вопрос о цвете неба настолько приковывал внимание ученых, что про-водимые эксперименты по рассеянию света в жидкостях и газах, имевшие гораздо более широкое значение, проводились под углом зрения „лабораторное воспроизведение голубого цвета неба". Об этом говорят и названия работ: „Моделирование голубого цвета неба" Брюкке или „О голубом цвете неба, поляризации света облачным веществом вообще" Тиндаля. Успехи этих экспериментов направили мысли ученых по правильному пути — искать причину голубого цвета неба в рассеянии солнечных лучей в атмосфере.

Первым, кто создал стройную, строгую математическую теорию моле­кулярного рассеяния света в атмосфере, был английский ученый Рэлей. Он считал, что рассеяние света происходит не на примесях, как это думали его предшественники, а на самих молекулах воздуха. Первая работа Рэлея ПО рассеянию света была опубликована в 1871 г. В окончательном виде его теория рассеяния, основанная на электромагнитной природе света, установленной к тому времени, была изложена в работе „О свете от неба, его поляризации и цвете", вышедшей в свет в 1899 г.

За работы в области рассеяния света Рэлея (его полное имя Джон Уильям Стретт, лорд Рэлей III) часто называют Рэлеем Рассеивающим, в отличие от его сына, лорда Рэлея IV. Рэлея IV за большой вклад в развитие физики атмосферы называют Рэлеем Атмосферным.

Для объяснения цвета неба приведем только один из выводов теории Рэлея, к другим мы еще будем обращаться несколько раз при объяснении различных оптических явлений. Этот вывод гласит: яркость, или интен­сивность, рассеянного света изменяется обратно пропорционально четвертой степени длины волны света, падающего на рассеивающую частицу. Таким образом, молекулярное рассеяние чрезвычайно чувствительно к малейшему изменению длины волны света. Например, длина волны фиолетовых лучей (0,4 мкм) примерно в два раза меньше длины волны красных (0,8 мкм) . Поэтому фиолетовые лучи будут рассеиваться в 16 раз сильнее, чем красные, и при равной интенсивности падающих лучей их в рассеянном свете будет в 16 раз больше. Все остальные цветные лучи видимого спектра (синие, голубые, зеленые, желтые, оранжевые) войдут в состав рассеянного света в количествах, обратно пропорциональных четвертой степени длины волны каждого из них. Если теперь все цветные рассеянные лучи смешать в таком соотношении, то цвет смеси рассеянных лучей будет голубым.

Прямой солнечный свет (т. е. свет, исходящий непосредственно от сол­нечного диска) , теряя за счет рассеяния в основном синие и фиолетовые лучи, приобретает слабый желтоватый оттенок, который усиливается при опускании Солнца к горизонту. Теперь лучам приходится проходить в атмо­сфере все больший и больший путь. На длинном пути потери коротковол­новых, т. е. фиолетовых, синих, голубых, лучей становятся все более за­метными, и в прямом свете Солнца или Луны до поверхности Земли доходят преимущественно длинноволновые лучи — красные, оранжевые, желтые. Поэтому цвет Солнца и Луны становится сначала желтым, затем оранже­вым и красным. Красный цвет Солнца и голубой цвет неба это два след­ствия одного и того же процесса рассеяния. В прямом свете, после того как он проходит сквозь толщу атмосферы, остаются преимущественно длинно­волновые лучи (красное Солнце) , в рассеянный свет попадают коротко­волновые лучи (голубое небо) . Так теория Рэлея очень наглядно и убеди­тельно объяснила загадку голубого неба и красного Солнца.

Все, конечно, обращали внимание, что цвет неба изменяется ото дня ко дню. Иногда оно насыщенно-голубое, а иногда белесое. В околозенитных частях небо самое голубое, а у горизонта всегда более белесое. Эти осо­бенности изменения цвета неба теория Рэлея не могла объяснить. Ответ на эти вопросы получили позднее, когда было исследовано

Лучи Солнца, проходя через атмосферу, частично преломляются в ней и рассеиваются. Причём с короткой волной (которые в сумме дают сине-голубой цвет) преломляются и рассеиваются сильнее, чем с длинной волной (которые в сумме дают жёлто-оранжевый цвет) .
Поэтому цвет неба сине-голубой — лучи Солнца попавшие в эти участки атмосферы преломляются и направляются в разные стороны, в т. ч. в глаз наблюдателя, смотрящего в сторону от Солнца.
А цвет Солнца жёлто-оранжевый — лучи идущие прямо от Солнца «растеряли» свою сине-голубую составляющую, но оставили жёлто-оранжевую. В глаз наблюдателя они попадают напрямую.
Можно сравнить со цветом Солнца в момент заката: здесь лучам нужно по прямой пройти намного больший слой атмосферы и рассеянных лучей здесь гораздо больше. Остаётся, в основном, только красный цвет (но даже он довольно сильно рассеян, а остальные уже так рассеяны, что не меняют красный цвет солнечного диска) . Красный же цвет настолько ослаблен, что можно смотреть на заходящее солнце совершенно не щурясь.

нет

ВАП