Естественные науки

Почему небо синего цвета?

Ирина Солякова
Ирина Солякова
14 356
Природа "голубого неба" была объяснена довольно поздно, только в 1899 году. Сделал это англичанин Джон Уильям Стретт, лорд Рэлей III.

"Почему небо голубое? " и "Почему небо синего цвета? » - это одни из самых распространенных физических вопросов. Но не смотря на это, многие затрудняются на них ответить. А кто отвечает, те бормочут что-то о рассеивании света, о длине волны, о молекулах воздуха и завершают свой унылый рассказ громкой констатацией факта, что «именно поэтому небо голубого цвета» .

Пора положить этому конец!

Так почему небо голубое?

Сейчас мы дадим ответ на этот вопрос, причем не абстрактно, используя какие-то общие понятия, а конкретно, основываясь на формулах и физических законах.

Главная причина, почему небо голубое, кроется в зависимости интенсивности рассеянного света от частоты. Все объясняет "Рэлеевский закон синего неба". Оказывается, что синий свет рассеивается каждым атомом гораздо сильнее, чем например, красный.

Красный цвет неба на закате объясняется тем, что проходя через большую толщу воздуха, синий цвет очень сильно поглащается и остается только красный. А когда солнце высоко - поглащение мало, и небо голубое.

Мои слова легко проверить на опыте. Возьмите стеклянную банку с водой и лампу. Добавьте в воду несколько капель молока и перемешайте. Направьте пучок света от лампы через воду так, чтобы видеть пучок либо в рассеянном на молекулах молока свете (наблюдение под углом) , либо глядя прямо на пучок через воду. Обратите внимание на синюю окраску рассеянного света (при наблюдении под углом) и на красноватый оттенок при наблюдении источника света по прямой линии через банку.

Чувствуете, мы уже приближаемся к ответу на вопрос "почему небо голубое"! Чтобы получить полную картину явления, надо слегка повозиться с формулами. Кому лень или кто не силен в физике, можно сразу перейти к последнему абзацу. Но тогда полного понимания процессов и законов не будет и почему небо синее - останется загадкой.

Рассмотрим электрон в «молекуле молока» , находящийся в установившемся состоянии колебаний, под действием электрического поля бегущей электромагнитной волны, созданной источником света. Если пучок света от диполя направлен вдоль одной оси (например, z), то электрическое поле в бегущей волне имеет только x- и y-компоненты. Будем рассматривать только x-компоненту (y-компонента дает тот же результат) . Далее, будем рассматривать заданный «цвет» , то есть определенную частоту. x-компонента электрического поля в месте нахождения молекулы молока равна: Ех = Ео cos wt

... далее смотри выкладки по ссылке.. .

Полученная зависимость интенсивности рассеянного света от длины волны - это «рэлеевский закон синего неба» . Отношение длины волны красного света (6500 А) к длине волны синего света (4500 А) равно 65/45 = 1,44. Четвертая степень этого отношения равна 4,3. Таким образом, согласно «релеевскому закону синего неба» , интенсивность рассеиваемого синего света примерно в четыре раза больше, чем интенсивность рассеиваемого красного.

Таким образом: небо синее, так как длина волны синего света самая короткая. Из-за этого он рассеивается сильнее других.
Оля Алексеева
Оля Алексеева
61 898
Лучший ответ
Сергей Згурский Всё это замечательно, только объяснил рассеяние света в атмосфере не Рэлей :)
Инна Лымарь Здравствуйте!
Если писать за длину волны, то почему небо не фиолетовое (?)
Атмосфера отнимает для себя у солнца коротковолновую часть спектра, то есть, синюю и часть зелёной. При этом она синеет, а солнце - желтеет и даже краснеет)

На том же принципе основана голубизна глаз и "голубая" кровь. Только прозрачными средами здесь является не атмосфера, а стекловидное тело глаза и белая кожа
Вот и снова популярнейший на "Ответах" вопрос :)
И снова гора ответов разной степени... :)

Ключевые слова: рэлеевское рассеяние, молекулярное рассеяние, Смолуховский, Эйнштейн.
Солнечный свет, который состоит из электромагнитных волн разной длины, при входе в атмосферу рассеивается. Причем волны разной длины рассеиваются по-разному (это называется дисперсией). Более длинные волны, близкие к красному краю спектра, проходят толщу атмосферы почти прямолинейно, их рассеяние сравнительно мало. Поэтому, если смотреть прямо на солнце, оно будет казаться желто-оранжевым. А более короткие, синие, волны будут, условно говоря, "разлетаться" в разные стороны, окрашивая небо в синий цвет.
Кислород в больших объемах.
№1
№1
92 431
Сергей Згурский А что не азот? Его ж больше...
Очень познавательно.

"Сейчас мы дадим ответ на этот вопрос, причем не абстрактно, используя какие-то общие понятия, а конкретно, основываясь на формулах и физических законах. "
"... далее смотри выкладки по [отсутствующей] ссылке.. ."
Оптический эффект, обусловленный прохождением солнечного света через атмосферу Земли.
Закон рассеяния Рэлея всё объясняет.
Сергей Згурский Не так, чтобы совсем всё :)
Я вот читаю твои вопросы какой день и думаю училась ли ты в школе? -)))
&&
""" """
39 837
Евгения Логинова У меня такой же вопрос возникает от чтения твоих ответов.
Релеевское рассеяние, это, вообще-то, третий-четвёртый курс физфака.
Какая краска была, такой и покрасили
Oleg Захарко
Oleg Захарко
38 693
потому что других красок не было когда его красили
Мы так видим.
(и чем ближе к экватору - тем оно синее)
Наталия Орлюк
Наталия Орлюк
25 712
Да перестань ты
Олег Борикоff
Олег Борикоff
19 358
Потому, что в мозгу есть ТАКОЕ зрительное ощущение. У дальтоников синее может ощущаться как серое или белое...
Цветное зрение является функцией колбочкового аппарата и зависит от состояния макулярной области сетчатки. Развитие цветного зрения идет параллельно остроте зрения. Правильное формирование цветного зрения зависит от условий освещенности. Если новорожденного содержать в помещении с плохой освещенностью, то развитие цветового зрения искажается и формируются неправильные цветовые ощущения.
Раздражая зрительные нервы простым механическим способом (касанием скальпеля) можно добиться различных цветовых ощущений.
Синий цвет в спектре преломляется больше. А закат поэтому красный.
Это озон!
VR
Valera Romanchenko
4 508