Почему небо голубое кратко

Обновлено: 04.07.2024

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!

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.

Потому что в нем отражаются моря и океаны, а они тоже голубые.

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" -. Читать далее

Потому, что именно этот цвет имеет самый "непрозрачный" из газов атмосферы (кислород). Остальные газы - либо вообще не имеют цвета, либо их столь мало, что их цвет просто не заметен.

На самом деле у неба нет цвета, ведь Солнце посылает на Землю лучи белого цвета, а воздух сам по себе прозрачен. Но воздух состоит из мельчайших частиц пыли, молекул и водяного пара. Проходя сквозь них лучи солнца преломляются, а сильнее всего частицы воздуха преломляют синюю часть спектра. Поэтому небо нам кажется голубым.Ну как смог так и рассказал.

Цвет неба зависит от того, как поглощает цвета лучей солнца воздух. Небо голубое только днем, потому что солнце высоко и лучам нужно пройти меньший путь через атмосферу (воздух) и синие лучи меньше поглощаются атмосферой (воздухом), а вечером наоборот, небо красное, так как лучи проходят больший путь и синие лучи больше поглощаются атмосферой (воздухом), к красные. Читать далее

Во-первых, небо не синее, а голубое; почему пишете про синий свет? Во-вторых, это не объяснение, а подгонка под. Читать дальше

В составе луча солнца спектр голубого цвета имеет короткую длину волны, поэтому рассеивается больше в атмосфере днем, окрашивая небо голубым цветом. Спектр красного цвета имеют наибольшую длину волны и рассеивается в атмосфере вечером, когда лучи солнца по касательной проходят в атмосфере, окрашивая небо в красные оттенки

Никто так и не дал вменяемого ответа на вопрос. У фиолетового цвета ещё более короткая длина волны - почему же. Читать дальше

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!

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

Начнем вот с чего: любой свет можно представить себе как поток частиц. Эти частицы имеют свое название - фотоны.

Эти частицы бывают разные, и их различие приводит к тому, что свет может иметь окраску: например, определенные фотоны мы видим как красные, другие - как синие, третьи, как желтые, и так далее.

В свете могут содержаться разные фотоны. Например, белый свет содержит все возможные различные фотоны - примерно такой свет исходит от Солнца (если попробовать взглянуть на него - оно почти белое).

Все, что вокруг Солнца (космическое пространство) вообще-то само не окрашено, и если бы у Земли не было своего воздуха, мы бы видели а небе просто белое солнечное пятно на черном фоне. Именно так оно и выглядит на тех планетах, где воздуха нет.

Воздух сам состоит из очень маленьких частичек. Они называются молекулы. Они сильно отличаются от тех частичек, из которых состоит свет: они намного больше и тяжелее, поэтому фотоны рассеиваются на них. Это значит, что они (как мелкие шарики от более крупного и тяжелого) фактически отскакивают от молекул, причем, оказывается, фотоны, несущие синий свет, рассеиваются лучше и сильнее всего. И мы с вами, стоя на земле, видим те самые рассеянные (то есть отскочившие) фотоны, а раз так, то небо кажется нам синим.

Кстати, именно поэтому и туман, и дым нам чаще всего кажутся синими или голубоватыми: мы тоже видим фотоны, рассеявшиеся на маленьких частичках тумана или дыма, а значит вновь мы увидим именно синий оттенок :)

Маленькие дети очень любопытны и задают своим родителям бесчисленное количество вопросов. Прогуливаясь в солнечную погоду с ребенком, вы можете услышать на первый взгляд легкий вопрос: “почему небо голубое?”. Большинство взрослых не смогут объяснить это природное явление на доступном и понятном для детей языке. Но, родители должны постараться найти ответ, чтобы не потерять доверие своего ребенка.

Нам нравится смотреть на небо, высоко подняв голову. Как бы нам не хотелось, его невозможно потрогать руками. Потому что это прежде всего воздух, которым мы дышим. Он не имеет цвета. Но почему же тогда небо голубое, если оно состоит из прозрачного воздуха? Оказывается в воздухе находится большое количество пыли, различных газов, водяного пара и кристалликов льда. Они постоянно движутся, сталкиваются и смешиваются между собой.

Лучи солнца имеют семь цветов, как у радуги. Можно показать ее ребенку, чтобы он назвал все цвета: красный , оранжевый , желтый , зеленый , голубой , синий и фиолетовый . Солнечные лучики, чтобы осветить Землю, проходят через толщу воздуха (атмосферу), как через сито и разделяются на разные цвета. Одни цвета легко проходят через воздух, а другие разлетаются по сторонам. Среди всех цветов больше всего в воздухе разлетаются фиолетовый, синий и голубой цвета, и придают небу голубой оттенок.

Воздействие красного, оранжевого и желтого цветов можно наблюдать на рассвете или закате, когда солнечным лучам необходимо пробиться через более толстый слой воздуха (атмосферы). Поэтому в эти моменты, мы видим небо частично окрашенное в красный или оранжевый цвета, как на фото заката выше.

Дети любят задавать родителям вопросы, которые зачастую ставят взрослых в тупик. Знаете, как объяснить, почему небо голубое? Причем так, чтобы ребенку было понятно? Давайте рассмотрим основные объяснения природного явления, а также выясним, какие гипотезы строили ученые.

Почему небо голубое: простые доводы

Наверное, не было такого человека, который хоть раз в жизни не поинтересовался, почему небо голубого цвета? Еще средневековые философы пытались отгадать эту загадку, но получилось не сразу. Вскоре рассмотрим заблуждения на этот счет, а пока давайте выясним, как же объяснить ребенку цвет неба?

Почему небо голубое: Nur.kz

Итак, вот основные идеи:

Дело в спектре

красный;
оранжевый;
желтый;
зеленый;
голубой;
синий;
фиолетовый.

Что представляет собой видимый свет и почему небо голубое? Физика спешит на выручку. Волны электромагнитного излучения имеют разную длину. Видимые волны способен воспринять человеческий глаз, а невидимые имеют слишком большую или маленькую длину, которую человек не улавливает.

Проще говоря, цвет света зависит от длины волны. Первое место в этом рейтинге занимает красный, а последнее — фиолетовый. К тому же синий и фиолетовый цвета лучше всего рассеиваются. Поэтому стоит сказать так: солнечный свет — белый, а значит, содержит в себе все цвета спектра. Попадая на Землю и сталкиваясь с пылью, газами, каплями воды в атмосфере, он рассеивается. Поскольку фиолетовый и синий рассеиваются лучше всех, то окрашивают небо.

Причина в строении человеческого глаза

Минуточку, тогда почему над нами синее небо, а не фиолетовое, чья длина волны самая короткая? При одинаковой яркости человек лучше воспринимает голубой цвет. Причем зеленый, смешиваясь с фиолетовым, также образует голубой. Наш глаз не может уловить весь спектр, поэтому процент фиолетового снижается. В результате видим голубое небо.

Если же последовал дополнительный вопрос, почему небо синее, а не зеленое, то на него также найдется ответ:

Устройство цвета не такое, как смешивание красок. Добавив к зеленому фиолетовый и синий — получим темное пятно.
А чем больше цветов в свете, тем более светлое небо. Если бы наш глаз был устроен иначе, мы бы видели небо зеленым, ведь его волна немного длиннее, чем у синего.

Во всем виноват угол падения

Как же объяснить небо зимой, на восходе или закате, когда наблюдаем красное свечение? Чем ближе Солнце подходит к горизонту, тем больший путь нужно проделать лучам сквозь слои атмосферы.

Самая длинная волна у красных лучей, поэтому небо окрашивается в этот цвет. В это же время остальные цвета рассеиваются и не успевают добраться до зримого слоя.

Голубое небо: Pixabay

Почему небо голубое: главные заблуждения

Как упоминали выше, древние философы также желали знать ответ на вопрос о цвете неба и даже строили предположения, наблюдая за природными явлениями. Так, Леонардо да Винчи наблюдал, как дым на фоне темного камина получает синеватый оттенок. Он решил, что темнота поверх света становится синей. Сегодня же всем известно, что черный с белым образует серый цвет.

Голубое небо с облаками не давало покоя и другим мыслителям. Вот самые известные попытки объяснить цвет небосклона:

Гипотеза Ньютона

Ученый предположил, что воздух не окрашен в голубой цвет. Тогда наши спутники, Солнце и Луна, также были голубыми на закате, равно как и вершины гор. Однако же горные пики приобретают розовый оттенок. Добраться до сути Ньютону помешала радуга. Он понял, что цветастое чудо возникает в результате преломления света через капли дождя. Поэтому решил, что голубое небо окрашивается так же.

Согласно теории, капли воды в атмосфере имеют тонкие стенки. Оказалось, что капли — это сферы, которым не свойственен такой параметр, как толщина стенки. Вот так лопнула эта гипотеза.

Теория Рэлея

Ученый занимался оптикой и часами просиживал в темной лаборатории, глядя на то, как пылинки танцуют в пробивающихся лучах света. Давно известно, что свет распространяется прямолинейно. Так почему же человек видит луч сбоку? Или свет от прожектора в небе? Видимо, что-то преломляет его поток.

Но дальнейшие опыты опровергли предложенную теорию. Замечали, что солнечное небо за городом чище и ярче? А ведь там гораздо меньше смога и пыли, а значит гипотеза потерпела крах.

Точку в исследованиях поставил ученый Леонид Мандельштам. Он доказал, что на рассеивание света влияют не молекулы в атмосфере, а их сгустки и разряжения при воздействии околоземных газов. По этой причине видим небо пасмурное или наблюдаем белые облака. К примеру, скопление водяных молекул в облаках одинаково рассеивает все цвета спектра, что и дает белый оттенок.

А как быть с серыми тучами? Все дело в плотности облаков, в которых скапливается больше водяных капель. В результате много лучей рассеивается, а до нижней части облаков света доходит мало, и нам они кажутся серыми.

Теперь знаете, как ответить ребенку на вопрос о цвете неба. А заодно и немного приоткрыть дверь в историю теорий ученых. Наверняка подрастающему поколению понравятся ваши рассказы.

Читайте также: