Ce culoare este cerul? De ce este albastru în materie de fizică?

Suntem cu toții obișnuiți cu faptul că culoarea cerului este o caracteristică non-permanentă. Ceață, nori, timpul zilei - totul afectează culoarea cupolei deasupra capului. Schimbarea zilnică nu ia mintea majorității adulților, ceea ce nu se poate spune despre copii. Ei sunt în mod constant interesați de ce cerul este albastru în ceea ce privește fizica sau ce culori apusul soarelui în roșu. Să încercăm să înțelegem aceste întrebări, nu foarte simple.

schimbător

Merită să începeți cu răspunsul la întrebarea despre adevăratul cer. În lumea antică, arăta într-adevăr ca o cupolă care acoperă Pământul. Astăzi însă, cu greu nimeni nu știe că, indiferent de cât de mare este un cercetător curios, el nu va putea ajunge la acest dom. Cerul nu este un lucru, ci mai degrabă o panoramă care se deschide atunci când este privită de pe suprafața planetei, un fel de vizibilitate țesută de lumină. Și dacă observi din diferite puncte, poate să arate diferit. Astfel, de la fereastra aeronavei, ridicându-se deasupra norilor, deschide o viziune cu totul diferită decât de pe pământ în acest moment.

Cerul limpede este albastru, dar merită să alergați la nori - și se transformă în alb, plumb sau murdar. Cerul de noapte este neagră, câteodată puteți vedea pe acesta pete roșiatice. Aceasta este o reflectare a iluminării artificiale a orașului. Motivul tuturor acestor schimbări este lumina și interacțiunea cu aerul și particulele de substanțe diferite din acesta.

Natura culorii

Pentru a răspunde la întrebarea de ce cerul este albastru în ceea ce privește fizica, trebuie să ne amintim ce culoare este. Este un val de o anumită lungime. Lumina care vine de la Soare pe Pământ este văzută ca fiind albă. Chiar și cu experimentele lui Newton, se știe că lumina alba Este o rază de șapte raze: roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, albastru și violet. Culorile diferă în lungime de undă. Spectrul rosu-portocaliu include valurile cele mai impresionante din acest parametru. Culorile din partea albastră-verde a spectrului sunt caracterizate printr-o lungime de undă scurtă. Descompunerea luminii într-un spectru apare când se ciocnește cu molecule de diferite substanțe, în timp ce o parte din valuri poate fi absorbită și unele împrăștiate.

Studiul cauzei

Mulți oameni de știință au încercat să explice de ce cerul este albastru, din punct de vedere fizic. Toți cercetătorii au căutat să descopere un fenomen sau un proces care, în atmosfera planetei, dispersează lumina astfel încât, ca rezultat, numai albastrul ajunge la noi. Primii candidați pentru rolul acestor particule au fost moleculele de ozon și apă. Se credea că absoarbe lumina roșie și permit trecerea albastră și, ca rezultat, vedem un cer albastru. Calculele ulterioare au arătat totuși că cantitățile de ozon, cristale de gheață și molecule de vapori de apă care există în atmosferă nu sunt suficiente pentru a da cerului o culoare albastră.

Motivul contaminării

În următoarea etapă de cercetare de către John Tyndall, sa sugerat că rolul particulelor căutate este jucat de praf. Lumina albastră are cea mai mare rezistență la dispersie și, prin urmare, este capabilă să treacă prin toate straturile de praf și alte particule în suspensie. Tyndall a realizat un experiment care a confirmat presupunerea sa. El a creat un model de smog în laborator și l-a luminat cu o lumină albă strălucitoare. Smog a dobândit tonul de culoare albastru. Oamenii de știință au făcut o concluzie clară din cercetările sale: culoarea cerului este determinată de particulele de praf, care este, în cazul în care aerul era curat Pământ, lumina nu este cerul albastru și alb, peste capetele de oameni.

Studiul domnului

Ultimul punct al întrebării de ce cerul este albastru (din punct de vedere al fizicii), a pus pe savantul englez, Lordul D. Rayleigh. El a dovedit că el nu a praf și nu a putut să-i vopsească spațiul de deasupra capului într-o umbră familiară pentru noi. Este în aer în sine. Moleculele de gaz absorbs un mare parte a lumii și mai întâi de toate cele mai lungi valuri, echivalente cu roșul. Albastrul se disipează în același timp. Acesta este exact modul în care astăzi vedem culoarea cerului în vreme clară.

O atenție va observa că, urmând logica oamenilor de știință, supapa cupolului ar trebui să fie purpurie, deoarece această culoare are cea mai scurtă lungime de undă în domeniul vizibil. Cu toate acestea, aceasta nu este o eroare: fracțiunea de violet din spectru este mult mai mică decât albastrul, iar ochii umani sunt mai sensibili la acesta din urmă. De fapt, albastrul pe care îl vedem este rezultatul amestecării culorilor albastre cu violet și a altor culori.

Apusuri și nori

Toată lumea știe că în diferite momente ale zilei puteți vedea diferitele culori ale cerului. O fotografie frumoasă a apusurilor de soare peste mare sau un lac este o ilustrare perfectă a acestui fapt. Tot felul de nuanțe de roșu și galben, în combinație cu albastru și albastru închis, fac acest spectacol un spectacol de neuitat. Și se explică prin aceeași dispersie a luminii. Faptul este că, în timpul apusului și răsăritului soarelui, razele soarelui trebuie să depășească o cale mult mai mare prin atmosferă decât la înălțimea zilei. În acest caz, lumina părții albastru-verzui a spectrului este împrăștiată în direcții diferite, iar norii localizați la linia orizontului devin colorați în nuanțe roșii.

Când norii cerului, imaginea se schimbă complet. Razele soarelui nu sunt în stare să depășească un strat dens și majoritatea nu ajung la pământ. Razele care au reușit să treacă prin nori se întâlnesc cu picături de apă de ploaie și nori, care denaturează din nou lumina. Ca rezultat al tuturor acestor transformări ale pământului vine lumina albă, în cazul în care norii sunt de dimensiuni reduse, și gri atunci când norii cerului închis impresionant, a doua parte a absorbi razele.

Alte ceruri

Este interesant faptul că pe alte planete ale sistemului solar, când privim de la suprafață, se poate vedea cerul, care este foarte diferit de cel terestru. Pe obiectele spațiului, lipsite de atmosferă, razele soarelui ajung în mod liber la suprafață. Ca urmare, cerul este negru, fără nici o umbră. O astfel de imagine poate fi văzută pe Lună, Mercur și Pluto.

Cerul martian are o nuanță roșu-portocalie. Motivul pentru aceasta se află în praful, care este saturat de atmosfera planetei. Este pictat în nuanțe diferite de roșu și portocaliu. Când Soarele se ridică deasupra orizontului, cerul marțian devine roșu roz, în timp ce porțiunea sa, care înconjoară direct discul stelei, este văzută ca albastru sau chiar purpuriu.

Cerul de deasupra lui Saturn are aceeași culoare ca și pe Pământ. Deasupra Uranului sunt cerul acvamarin. Motivul constă în ceața de metan situată în partea superioară straturi ale atmosferei planeta.

Venus din ochii cercetătorilor ascunde un strat dens de nori. El nu permite să ajungă la suprafața planetei cu razele spectrului albastru-verde, așa că cerul este galben-portocaliu, cu o bandă gri de-a lungul orizontului.

Studiul spațiului de zi de deasupra capului relevă minuni mai puțin decât studiul cerului înstelat. Intelegerea proceselor care au loc în nori, și în spatele lor, ajutând să înțeleagă cauza unei destul de familiară profanului lucrurile, cu toate acestea, pentru a explica mutarea nu poate toată lumea.