Сообщение на тему почему небо голубое

Обновлено: 16.06.2024

Здесь важны три фактора. Во-первых, то, что разные цвета по-разному рассеиваются в атмосфере. И коротковолновые (синие) рассеиваются значительно сильнее чем красные. В итоге рассеяный в атмосфере солнечный свет имеет преимущественно синий цвет, что мы и видим на небе.

Можно спросить, а почему-же тогда небо не фиолетовое? Дело в том, что солнечный спектр не постоянный, а имеет максимум в районе зеленого, и резко спадает у фиолетового и после красного

Чувствительность нашего глаза тоже ограничена от фиолетового до красного и имеет максимум около зелёного.

В итоге, более эффективное рассеяние коротких волн в атмосфере, вместе с особенностями спектра излучения солнца и чувствительности нашего глаза приводит к тому, что мы видим небо голубого цвета!

спасибо за ответ

Длина волны, то есть фиолетовый участок видимого спектра рассеивается приблизительно в 16 раз интенсивнее красного. Так как излучение синего цвета имеет более короткую длину волны, в конце видимого спектра, он больше рассеивается в атмосфере, чем красный.

Солнечный луч включает семь оттенков: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий и фиолетовый, как радуга. Все лучи проникают к Земле сквозь плотный воздушный слой, как будто через решето. Каждый лучик начинает разбрызгиваться на составляющие части, но голубой цвет сохраняется, поскольку является самым стойким. Именно поэтому мы видим голубое небо.

Чувствительность нашего глаза тоже ограничена от фиолетового до красного и имеет максимум около зелёного.

Солнечный свет состоит из разных цветов, которые когда светят вместе дают в итоге белый свет.

Интересный факт: чтобы человек увидел белый цвет достаточно посветить тремя цветами - красным, зелёным и синим. Возьмите увеличительное стекло и рассмотрите экран телевизора, планшета или смартфона - и вы увидите на каждый маленький квадратик (пиксель) по три "лампочки" - красную, зелёную и синюю. Когда они светятся все вместе с одинаковой яркостью получается белый.

Когда солнечный свет проходит через толщу воздуха, то он рассеивается об частицы воздуха. Чтобы проще представить - представьте что свет это куча частиц, как бы разноцветных шариков, которые летят от солнца. Шарики могут отскакивать от разных предметов и долетать до глаз. Какого цвета шарики долетели - такой цвет мы и видим.

Так вот синие шарики лучше всего отскакивают от частиц воздуха и меняют своё направление, зелёные лучше пролетают через воздух, а красные пролетают через воздух насквозь прямо лучше всех.

Представим теперь луч солнца, который проходит в небе у нас над головой. Красные шарики от него летят прямо (почти все), зелёные шарики тоже пролетают почти все прямо, но сколько-то отскакивает в разные стороны в каждом месте луча. А вот синих шариков в каждом месте луча отскакивает в разные стороны больше всего. Получается что если бы мы видели отдельно этот луч солнца, то мы бы видели светло-синюю ниточку через всё небо.

Но солнце светит в каждую точку неба, поэтому мы видим много-много светло-синих ниточек, которые сливаются в одну ткань голубого неба.

Интересный факт: на самом деле солнце белого цвета. Просто когда синие шарики по пути теряются, то остаётся жёлтый цвет. На закате, когда луч от солнца проходит наибольшее расстояние до нас через воздух, уже заметно что теряются и синие и зелёные шарики и мы видим солнце красным.

Почему небо на нашей планете имеет голубой оттенок, а, скажем, не розовый, зеленый или желтый? В Древней Греции считали, что наличие у неба голубого цвета связано с тем, что небо сделано из особого хрусталя с лазурным отливом. Во времена Средневековья считалось, что голубой оттенок появляется благодаря смешению черного и белого цветов, и только в 18 веке гениальный Исаак Ньютон сделал предположение о том, что голубой цвет появляется в результате отражения света от мельчайших капелек воды, парящих в атмосфере. Последнее слово в вопросе о том, почему же планета Земля окружена голубоватой, а не красной или желтой дымкой, стало за английским физиком Джоном Уильямом Стреттом, который в далеком 1899 году доказал, что цвет неба напрямую зависит от длины волны испускаемого Солнцем света и интенсивности рассеивания лучей в атмосфере планеты.

В древности считалось, что небо сделано из чистейшего хрусталя с лазурным оттенком

Почему небо не красное?

Несмотря на то, что основным цветом неба считается голубой, многие из нас знают и видели своими глазами, что в действительности небо способно демонстрировать гораздо больше сложных оттенков. Так, вечернее небо часто можно увидеть розовым, хотя в пасмурное утро того же дня небо располагало только палитрой в серых тонах. Жители северных регионов гораздо чаще видят небо молочно-белого цвета, чем голубое, а жители южных областей могут наблюдать ярко-оранжевые закаты.

Механизм появления разных оттенков неба прост. Солнечные лучи имеют белый цвет, который преломляется о мельчайшие капельки воды в атмосфере. Из-за того, что белый цвет включает в себя все цвета радуги, преломляясь, он распадается на разные цвета. Но почему же тогда основным цветом неба считается голубой?

Дело в том, что у каждого цвета имеется своя определенная длина волны, в зависимости от которой происходит рассеивание света. Такие цвета, как зеленый, желтый, оранжевый и красный рассеиваются с гораздо меньшей интенсивностью, чем синий или фиолетовый, из-за чего единственным подходящим цветом, находящимся посреди этих крайностей, становится голубой.

Кстати говоря, приглашаем вас посетить наш канал в Яндекс.Дзен, где вы сможете найти еще больше полезных статей из мира популярной науки и техники.

Почему небо бывает разноцветное?

Небо бывает не только голубым

Иногда случается так, что из-за содержания в атмосфере относительно крупных частиц воды, небо рассеивает световые волны с большей интенсивностью, что приводит к тому, что мы можем наблюдать небо молочно-белого оттенка.

В то же время, на закате мы часто становимся свидетелями прохождения сквозь земную атмосферу более длинноволнового излучения в красно-оранжевых тонах. Подобный эффект происходит потому, что в тот момент, когда Солнце прячется за горизонт, свет от нашего светила проходит гораздо большее расстояние в атмосфере, чем в дневное время. Рассеиваясь по пути, голубой и синий цвета распадаются на более слабые по интенсивности красный и оранжевый, превращая небо в разноцветный пейзаж.

Свободное общение и обсуждение материалов

Ежегодно на Земле проходит около 100 тысяч землятресений. Однако не все так смертельно опасны, как принято считать. В этой статье мы расскажем о самых разрушительных из них: землятресении в Армении в 1988 году, в Чили в 1960 и многих других

Солнце — гигантский источник энергии. Всего за один час она проливается на Землю в таком количестве, что человечеству хватило бы ее для всех своих потребност…

Если бы вы спросили профессионала в 1970-х годах — биолога, археолога или геолога — насколько стара жизнь на Земле, вы бы получили очень осторожный ответ «я …

Простой и короткий ответ таков: небо голубое потому, что молекулы воздуха рассеивают синий цвет Солнца больше, чем красный.

Так как воздух рассеивает синий цвет, небо кажется голубым, а само Солнце — желтым. Больше того, на закате, когда солнечный свет проходит через бо́льшую толщу атмосферы, мы видим красное Солнце и зарю, окрашенную в желто-красные цвета. Все это возможно только потому, что синий свет рассеивается атмосферой по пути к нам.

Но откуда вообще взялся синий свет? Начнем с того, что белый свет от Солнца — это смесь всех цветов радуги, от фиолетового до красного. Стоп, скажете вы, свет Солнца белый? Да, свет, идущий от Солнца, практический белый. Второй момент: мы сейчас говорим о свете, а не о цвете. Если смешать краски разных цветов, то мы, конечно, получим нечто почти черное.

Цвет света — это не цвет какого-либо предмета. Если смешать красный, желтый, оранжевый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый свет примерно в равном количестве, мы получим белый свет. Первым продемонстрировал это Исаак Ньютон, использовав призму для разделения разных цветов и формирования спектра.

Ученые выяснили, что разноцветный свет это всего лишь свет разных длин волн. Видимая часть спектра варьируется от красного света с длиной волны около 720 нм до фиолетового с длиной волны около 380 нм, между которыми расположены оранжевый, желтый, зеленый, голубой и синий цвета. Три различных типа цветовых рецепторов в сетчатке человеческого глаза наиболее сильно реагируют на красные, зеленые и синие длины волн, в сумме давая нам все разнообразие красок.

Да, так что там говорит физика о том, почему небо голубое?

Эффект Тиндаля

Первые шаги к правильному объяснению цвета неба сделал Джон Тиндаль в 1859 году. Он обнаружил любопытный эффект: если пропустить свет через прозрачную жидкость, в которой взвешены мелкие частички, то голубой свет будет рассеиваться этими частичками сильнее, чем красный свет.

Это можно легко продемонстрировать. Возьмите стакан с водой и размешайте в нем несколько капель молока, немного муки или мыла, так чтобы вода в стакане стала мутной. Затем пропустите через стакан свет фонарика. Вы увидите, что свет внутри стакана стал голубоватым. Вернее, голубоватым стал тот свет, который попал вам в глаза из стакана, то есть был отклонен и рассеян в растворе!

Но самое интересное, что свет на выходе из стакана, потеряв часть своей синей составляющей, будет уже не белым, а желтоватым! Если взять достаточно широкую емкость, то свет, многократно рассеявшись в дороге, окончательно потеряет синюю составляющую и выйдет из емкости уже не желтым, а красным.

Эффект Тиндаля касается рассеяния света в мутных жидкостях. Частички в такой жидкости должны иметь особую структуру поверхности — бороздки, решетки, поры, углы, размер которых сопоставим с длиной световой волны.

Благодаря эффекту Тиндаля существуют красивые голубые рачки сапфириниды. Эти крохотные, будто светящиеся изнутри, животные иногда становятся совершенно невидимыми для наблюдателя (рассеяние света уходит в ультрафиолетовую область)…

Эффект Тиндаля несет ответственность и за голубые глаза у людей!

Да-да, голубые глаза создает вовсе не голубой пигмент — его там попросту нет — но меланин, который рассеивает свет соответствующим образом!

Несколько лет спустя эффект Тиндаля был подробно изучен лордом Рэлеем. С тех пор рассеяние света на очень маленьких частицах стало называться рэлеевским рассеянием. Рэлей показал, что количество рассеянного света обратно пропорционально четвертой степени длины волны для достаточно мелких частиц. Отсюда следует, что синий свет на таких частицах рассеивается больше, чем красный, примерно в 10 раз: (700 нм/400 нм) 4 = 10

Пыль или молекулы?

Все это прекрасно, но наше небо заполнено воздухом, а не жидкостью, и в небе не плавают кусочки мыла или молока… Что за частицы рассеивают свет в воздухе? Тиндаль и Рэлей полагали, что голубой цвет неба должен быть из-за мелких частиц пыли и капель водяного пара, которые взвешены в атмосфере в точности как частички молока взвешены в воде.

Это ошибочное мнение, хотя и сегодня некоторые люди говорят, что цвет неба определяется паром и пылью. Если бы это было так, то цвет неба менялся бы гораздо сильнее в зависимости от влажности или тумана, чем он меняется на самом деле. Поэтому ученые предположили (правильно!), что для объяснения рассеяния достаточно молекул кислорода и азота. Это сам воздух, вернее, его молекулы рассеивают свет!

Вопрос окончательно решил Альберт Эйнштейн в 1911 году, который рассчитал детальную формулу для рассеяния света в зависимости от молекул и дальнейшие эксперименты блестяще подтвердили его вычисления. Говорят, Эйнштейн даже смог использовать свои расчеты в качестве дополнительной проверки числа Авогадро!

Почему небо голубое, а не фиолетовое?

Кстати, если синий свет рассеивается в 10 раз больше, чем красный, то еще более короткие фиолетовые волны должны рассеиваться больше, чем синие! Возникает вопрос: почему небо не выглядит фиолетовым?

Во-первых, спектр излучения света от солнца не является одинаковым на всех длинах волн — максимум энергии в спектре Солнца приходится на зеленый свет. Во-вторых, коротковолновый фиолетовый свет активно поглощается в верхних слоях атмосферы (как и ультрафиолет!), поэтому в до поверхности Земли доходит меньше фиолетового, чем синего.

Наконец, третья причина — наши глаза менее чувствительны к фиолетовому свету, чем к синему.

Кривые чувствительности для трех типов колбочек в человеческом глазу.

У нас есть три типа цветовых рецепторов, или колбочек, в сетчатке глаз. Их называют красными, синими и зелеными, потому что они наиболее сильно реагируют на свет именно на этих длинах волн. Но на самом деле, они способны улавливать и свет других длин волн, перекрывая весь спектр.

Когда мы смотрим на небо, красные колбочки реагируют на небольшое количество рассеянного красного света, но также — менее сильно — на оранжевые и желтые длины волн. Зеленые колбочки реагируют на жёлтые и более сильно рассеянные зелёные и зелено-синие волны. Наконец, синие колбочки стимулируются цветами синих длин волн, которые очень сильно рассеиваются. Если бы в спектре не было синего и фиолетового, небо казалось бы голубым с легким зеленоватым оттенком. Но наиболее сильно рассеивающиеся волны синего и фиолетового цветов слегка стимулируют и красные колбочки, поэтому эти цвета кажутся синими с добавленным красным оттенком. Общий эффект заключается в том, что когда мы смотрим на небо, красные и зеленые колбочки стимулируются примерно одинаково, а синие стимулируются сильнее. Эта комбинация в итоге и образует голубое или синее небо.

Прекрасные закаты

Что может быть красивее тихих закатов на берегу моря или в степи? Когда воздух чистый и прозрачный, закат будет желтого цвета, точно как луч фонарика, пересекший стакан с раствором мыла: часть синего света рассеется и общий цвет Солнца сместится к красному концу спектра.

Закаты Солнца могут быть чрезвычайно разнообразными по цветовой гамме в зависимости от состояния атмосферы. Фото: Alex Derr

Другое дело, если воздух загрязнен мелкими частицами — гарью, пылью, смогом. В этом случае закат будет оранжевым и даже красным. Закаты над морем также могут быть оранжевыми из-за частиц соли, взвешенных в воздухе, которые могут создавать эффект Тиндаля. Небо вокруг солнца видно покрасневшим, а также свет, идущий прямо от солнца. Это связано с тем, что весь свет рассеивается относительно хорошо под небольшими углами, но тогда синий свет с большей вероятностью будет рассеиваться дважды и более на больших расстояниях, оставляя желтый, красный и оранжевый цвета.

Облака, голубая Луна и голубая дымка

Облака и пылевая дымка кажутся белыми, потому что они состоят из частиц, больших длин волн света. Такие частицы будут одинаково рассеивать все длины волн (рассеяния Ми).

Но иногда в воздухе могут быть частицы гораздо меньших размеров. Некоторые горные районы славятся своей голубой дымкой. Аэрозоли терпенов из растительности вступают в реакцию с озоном в атмосфере, образуя мелкие частицы диаметром около 200 нм, которые отлично рассеивают синий свет.

Лесной пожар или извержение вулкана могут иногда заполнять атмосферу мелкими частицами диаметром 500–800 нм, что является подходящим размером для рассеивания красного света. Это дает противоположность обычному эффекту Тиндаля и может привести к тому, что Луна приобретет синий оттенок, так как красный свет от Луны рассеян этими частицами. Настоящая голубая Луна — очень редкое явление!

Почему небо Марса красное?

Вот мы добрались и до Марса, небо на котором, судя по снимкам марсоходов и автоматических спускаемых аппаратов, то рыжее, то песочно-желтое, то серовато-голубое… Какое оно на самом деле?

Согласно физике, марсианское небо должно быть голубым. Оно и есть голубое, но только когда атмосфера на Красной планете спокойна. Однако на Марсе, как известно, часто дуют ветра. Несмотря на то что атмосфера планеты крайне разрежена, ветра способны поднимать миллионы тонн песка и пыли устраивать настоящие песчаные бури. Некоторые бури способны скрыть почти всю поверхность Марса!

После таких бурь в воздухе еще долго остаются взвешенными частички богатой железом пыли. Цвет этой пыли красный (это ржавчина), соответственно и небо на Марсе окрашивается в желтовато-оранжевый цвет.

Отражательные туманности

Наконец, заглянем далеко в космос, туда, где сейчас рождаются звезды.

Комплекс туманностей ро Змееносца. Фото: Jim Misti/Steve Mazlin/Robert Gendler

Вот целый комплекс из космических газопылевых облаков, расположенный на границе созвездий Змееносца и Скорпиона. Обратите внимание: часть облаков ярко светится красноватым свечением, другая часть, наоборот, поглощает свет и напоминает черные провалы. Наконец, третья часть имеет голубоватый цвет.

Все три типа облаков состоят в основном из водорода с небольшой примесью пыли и молекул. Почему же они выглядят по-разному? Все дело в их температуре. Нагретые светом погруженных в них звезд, облака начинают сами светиться. Красное свечение — излучение водорода. Очень холодные облака, наоборот, поглощают свет и потому непрозрачны для нас. Наконец, холодные, но расположенные недалеко от ярких звезд облака выглядят голубоватыми. Они отражают свет звезд, рассеивая его так же, как и атмосфера Земли!

Первые шаги к правильному объяснению того, почему небо голубое, были предприняты Джоном Тиндалем в 1859 году

Ясное безоблачное дневное небо голубое (синее), потому что молекулы в воздухе рассеивают синий свет от солнца больше, чем красный. Когда мы смотрим на солнце на закате, мы видим красный и оранжевый цвета, потому что синий свет рассеивается вдали от линии взгляда.

Белый свет солнца представляет собой смесь всех цветов радуги. Это было продемонстрировано Исааком Ньютоном, который использовал призму для разделения разных цветов и формирования спектра. Цвета света различаются по длине волны.

Видимая часть спектра колеблется от красного света с длиной волны около 720 нм до фиолетового с длиной волны около 380 нм с оранжевым, желтым, зеленым, синим и фиолетовым между ними. Три различных типа цветовых рецепторов в сетчатке человеческого глаза наиболее сильно реагируют на красные, зеленые и синие длины волн, давая нам наше цветовое зрение.

Эффект Тиндаля

Первые шаги к правильному объяснению цвета неба были предприняты Джоном Тиндалем в 1859 году. Он обнаружил, что, когда свет проходит через прозрачную жидкость, содержащую мелкие частицы во взвешенном состоянии, более короткие синие волны рассеиваются сильнее, чем красные.

Это можно продемонстрировать, направив луч белого света через резервуар с водой с небольшим количеством молока или мыла. Со стороны луч можно увидеть по синему свету, который он рассеивает; но свет, видимый прямо с конца, становится красным после того, как он прошел через резервуар. Рассеянный свет можно также показать поляризованным с помощью фильтра поляризованного света, так же как небо кажется более глубоким синим через поляроидные солнцезащитные очки.

Это называется эффектом Тиндаля, но физикам он более известен как рассеяние Рэлея — в честь лорда Рэлея, который изучил его более подробно несколько лет спустя. Он показал, что количество рассеянного света обратно пропорционально четвертой степени длины волны для достаточно мелких частиц. Отсюда следует, что синий свет рассеивается больше, чем красный, в (700/400) 4 ~ = 10 раз.

Почему небо голубое — Пыль или молекулы?

Тиндаль и Рэлей считали, что голубой цвет неба должен быть из-за мелких частиц пыли и капель водяного пара в атмосфере. Даже сегодня люди иногда неправильно говорят, что это так. Позже ученые поняли, что, если бы это было правдой, было бы больше изменений цвета неба в зависимости от влажности или условий дымки, чем это было на самом деле, поэтому они правильно предположили, что молекул кислорода и азота в воздухе достаточно, чтобы объяснить рассеяние.

Дело было окончательно разрешено Эйнштейном в 1911 году, который вычислил подробную формулу для рассеяния света молекулами; и было обнаружено, что это согласуется с экспериментом. Он даже смог использовать вычисление как дополнительную проверку числа Авогадро по сравнению с наблюдением. Молекулы способны рассеивать свет, потому что электромагнитное поле световых волн индуцирует электрические дипольные моменты в молекулах. Вот почему небо голубое.

Почему небо голубое, а не фиолетовое?

Если более короткие волны рассеиваются сильнее всего, возникает загадка, почему небо не кажется фиолетовым — цветом с самой короткой видимой длиной волны. Спектр излучения солнца непостоянен на всех длинах волн и, кроме того, поглощается высокими слоями атмосферы, поэтому в свете меньше фиолетового.

Наши глаза также менее чувствительны к фиолетовому. Это часть ответа; все же радуга показывает, что остается значительное количество видимого света, окрашенного в синий и фиолетовый цвет, помимо синего. Остальная часть ответа на эту загадку заключается в том, как работает наше видение.

В нашей сетчатке есть три типа цветовых рецепторов, или колбочек. Их называют красными, синими и зелеными, потому что они сильнее всего реагируют на свет на этих длинах волн. Поскольку они стимулируются в разных пропорциях, наша зрительная система конструирует цвета, которые мы видим.

Когда мы смотрим на небо, красные колбочки реагируют на небольшое количество рассеянного красного света и менее сильно на оранжевые и желтые волны. Зеленые колбочки реагируют на желтый и более сильно на рассеянные зеленые и зелено-синие волны.

Синие колбочки стимулируются цветами, близкими к синим длинам волн, которые очень сильно рассеиваются. Если бы в спектре не было синего и фиолетового, небо выглядело бы голубым с легким зеленым оттенком. Но наиболее сильно рассеянные волны синего и фиолетового цвета стимулируют красные колбочки так же, как и синий, поэтому эти цвета кажутся синими с добавлением красного оттенка.

Чистый эффект заключается в том, что красные и зеленые колбочки примерно одинаково стимулируются светом с неба, в то время как синий стимулируется сильнее. Такое сочетание дает бледно-голубой цвет. Возможно, не случайно, что наше зрение настроено так, чтобы видеть небо как чистый оттенок. Мы эволюционировали, чтобы вписаться в нашу среду; а способность наиболее четко разделять естественные цвета, вероятно, является нашим преимуществом для выживания.

Закаты

Когда воздух чистый, закат становится желтым, потому что солнечный свет прошел через воздух на большое расстояние, а часть синего света рассеялась. Если воздух загрязнен мелкими частицами естественного или иного происхождения, закат будет более красным.

Когда воздух чистый, закат становится желтым, потому что солнечный свет прошел через воздух на большое расстояние, а часть синего света рассеялась

Закаты над морем также могут быть оранжевыми или красными из-за частиц соли в воздухе, которые являются эффективными рассеивателями Тиндаля. Небо вокруг солнца кажется покрасневшим, как и свет, исходящий непосредственно от солнца.

Это связано с тем, что весь свет относительно хорошо рассеивается под небольшими углами, но при этом синий свет с большей вероятностью будет рассеиваться дважды или более на больших расстояниях, оставляя желтый, красный и оранжевый цвета.

Читайте также: