Почему небо голубое? А на закате красное.
"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!
В самом деле, почему? Ведь небо — это воздух, такой же, как тот, что окружает нас, мы им дышим, но мы его не видим, он прозрачный, бесцветный. А вот высоко над головой он почему-то становится голубым - разумеется, в ясные дни, когда голубизну неба не скрывают густые облака, тучи.
Небо везде голубое. На севере оно бледное, на юге синее-синее, у нас, в средней русской полосе, — сочное, голубое.
Откуда берутся чудесные цвета и оттенки ясного неба?
Оказывается, это солнечный луч окрашивает воздух высоко над нашей головой! Солнце посылает на Землю свои лучи, но им приходится пробиваться через толстый слой воздуха, который окутывает Землю. А солнечный луч, как мы теперь с вами знаем, многоцветный, ведь он состоит из красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего и фиолетового цветов. И вот, когда этот многоцветный луч проходит через толстый слой воздуха, частицы воздуха рассеивают, разбрызгивают все цвета солнечного спектра, но больше всего, сильнее всего именно его голубую часть, и потому небо окрашивается голубым цветом.
Потому что цвет неба — это голубые брызги разноцветного солнечного луча.
Так всёже 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.
Я уже предчувствую ваше недоумение: «Но ведь не всегда нобо синее! А почему небо на закате красное?»
Отвечу. 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.
Все, мы почти ответили на вопрос «Почему небо синего цвета?». Потерпите, осталоь совсем немного.
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.
Ура, победа! Мы полностью, без всяких недомолвок, дали ответ на вопрос «Почему небо голубое?». Теперь Вы с уверенностью можете сказать, что знаете причину, по которой небо синего цвета.
