Естественные науки

Почему небо синее? Кто первым это объяснил?

Здравствуйте!
Солнечные лучи, поступая из космоса, под действием газов атмосферы начинают рассеиваться, причём происходит этот процесс по оптическому Закону Релея (он первый это доказал) - молекулярного рассеяния света в газах. А закон Релея гласит о том, что интенсивность рассеяния радиации зависит от обратной четвёртой степени дины волны, т. е. рассеиваются сильнее более короткая (сине-голубая) часть спектра. Именно по этой причине небосвод имеет сине-голубой цвет (если он не загорожен облаками) . Поэтому небосвод будет иметь различные оттенки сине-голубого цвета в любой газовой атмосфере любой планеты (если небосвод не «загорожен» облаками) и яркость небосвода будет зависеть от плотности атмосферы: если атмосфера имеет большую плотность, небосвод будет ярко-голубым и звёзд будет днём не видно. А если атмосфера будет иметь малую плотность (как На Марсе) – небосвод будет тёмно-синим с просвечивающими звёздами (как при заходе Солнца или на большой высоте над Землёй) . При наклонном движении солнечного луча через атмосферу, когда Солнце находится низко над горизонтом (на закате или восходе) , длина луча до Вас при его прохождении через атмосферу увеличивается в десятки раз и поэтому на таком длинном пути луча через атмосферу почти вся коротковолновая (сине-голубая) часть спектра рассеивается и не доходит до поверхности Земли и остаётся "дошедшая до Вас" только длинноволновая, жёлто-красная часть спектра - именно такой цвет и приобретает небосвод, но только том месте, где Вы находитесь, наблюдая Закат или Восход. Кстати, свойство жёлто-красных лучей далеко проникать через атмосферу не рассеиваясь, используется людьми для сигналов опасности на всех видах транспорта (красный) чтобы он был дальше виден в условиях ухудшенной видимости, а жёлтые фары - используются для улучшения подсветки дороги при плохой видимости на дороге (так называемые "противотуманные" фары) .
А ночью, в тени Земли, освещение атмосферы солнечными лучами прекращается, рассеянная сине-голубая радиация от атмосферы отсутствует и атмосфера становится прозрачной и Вы видите "чёрный" космос (таким его видят и космонавты с орбиты над атмосферой) и звёзды, которые из за рассеянной атмосферной радиации не видны у поверхности Земли днём (но на высоте полёта более 15 км из за ослабления рассеянной радиации становятся видны и звёзды и Солнце одновременно и днём) . Всего Вам доброго.
АХ
Алексей Холодов
70 339
Лучший ответ
Почему днем мы не видим светящиеся звезды? Очевидно, днем звезды никто не выключает и свет от них также доходит до поверхности земли, как и ночью. И мы не видим света звезд по той причине, что он теряется на фоне более яркого (светлого) неба. Но небо не светит само по себе. По сути, свет, пришедший к наблюдателю от различных участков дневного неба, - это тот же солнечный свет. Земная атмосфера не излучает свет сама. Она рассеивает свет, пришедший от Солнца.

Свет, приходящий от Солнца, содержит лучи различной длины волны, что в зрительном восприятии соответствует различным цветам. Смесь лучей разного цвета и дает "белый" свет. Это мы знаем еще со времен опытов Ньютона, который с помощью стеклянной призмы разложил солнечный свет в спектр. Красный свет является более длинноволновым, синий - коротковолновый. Отношение длины волны красного света к длине волны синего (разные концы видимого спектра) составляет около 1,68.

Свет определенной длины волны представляет собой электромагнитную волну, которая может воздействовать на электрические заряды. Молекулы же воздуха (азот, кислород и др. ) можно рассматривать как системы электрических зарядов. Электрон внешней оболочки (отрицательный заряд) и остальная молекула (положительный ион) - эта система может рассматриваться как электрический диполь. Хотя такая система в существенных своих свойствах является квантовой, здесь, как и во многих подобных задачах, вполне срабатывают классические представления. Когда размеры диполя существенно меньше длины волны (в нашем случае это так) мощность излучения диполя обратно пропорциональна четвертой степени длины волны.

Падающая волна раскачивает диполь на своей частоте. Он забирает часть энергии падающей волны и переизлучает ее на той же частоте в произвольном направлении. Это и есть механизм рассеяния света на молекулах воздуха. Как сказано выше, интенсивность излучения обратно пропорциональна четвертой степени длины волны. Учитывая отношение длин волн для красного и синего концов спектра, получим, что синий свет рассеивается в 8 раз интенсивнее красного. Это преобладание синего (рассеянного) света мы и наблюдаем, глядя солнечным днем на небо.
А у нас черное. Почему-- тоже не известно.
Mishkauka Metreveli
Mishkauka Metreveli
10 085
оно не чисто синее.... а с многочисленными тонами ...
Согласен с LEO. Озон поглощает световые волны лишь определённого спектра. Синий к их числу не входит, поэтому мы его и видим. Почему на закате небо краснеет уже не скажу, точно не помню)
Там какая то хрень со светом от солнца, отмосфера задерживает синий луч, чё то в этом роде, а когда ночь солнце нету, то мы видим космос
да
[<Bboy> Orange]
[<Bboy> Orange]
191