Просто обяснение

Какво е Раят?

Небето е безкрайност. За всеки народ небето е символ на чистота, защото се смята, че там живее самият Бог. Хората, обърнати към небето, искат дъжд или обратно за слънцето. Тоест, небето не е само въздух, небето е символ на чистота и чистота.

Небе - това е просто въздухът, този обикновен въздух, който дишаме всяка секунда, този, който не може да се види и докосне, защото е прозрачен и безтегловност. Но дишаме прозрачен въздух, защо той придобива такъв син цвят отгоре? Въздухът съдържа няколко елемента, азот, кислород, въглероден диоксид, водна пара, различни частици прах, които са постоянно в движение.

От гледна точка на физиката

На практика, както казват физиците, небето е просто въздух, оцветен от слънчевите лъчи. Най-просто казано, слънцето грее на Земята, но за това слънчевите лъчи трябва да преминат през огромен слой въздух, който буквално обгръща Земята. И тъй като слънчевият лъч има много цветове, или по-скоро седем цвята на дъгата. За тези, които не знаят, струва си да припомним, че седемте цвята на дъгата са червен, оранжев, жълт, зелен, светло син, син, лилав.

Нещо повече, всеки лъч има всички тези цветове и преминавайки през този слой въздух, той пръска различни цветове на дъгата във всички посоки, но синият цвят е разпръснат най-вече, поради което небето придобива син цвят. Накратко, синьото небе е пръскането, което лъчът, боядисан в този цвят, дава.

И на Луната

Няма атмосфера и затова небето на Луната не е синьо, а черно. Астронавтите, които излизат в орбита, виждат черно-черно небе, на което искрят планети и звезди. Разбира се, небето на Луната изглежда много красиво, но все пак не бих искал да виждам постоянно черно небе над главата.

Небето променя цвета си

Небето не винаги е синьо, то има тенденция да променя цвета си. Всички вероятно са забелязали, че понякога е белезникав, понякога синкавочерен ... Защо е така? Например, през нощта, когато слънцето не изпраща лъчите си, виждаме, че небето не е синьо, атмосферата ни се струва прозрачна. И през прозрачния въздух човек може да види планетите и звездите. И следобед синият цвят отново надеждно ще скрие мистериозното пространство от любопитни очи.

Различни хипотези Защо небето е синьо? (хипотези на Гьоте, Нютон, учени от 18-ти век, Рейли)

Толкова много хипотези бяха изложени по различно време, за да се обясни цветът на небето. Наблюдавайки как димът на фона на тъмна камина придобива синкав цвят, Леонардо да Винчи пише: „... лекотата над тъмнината става синя, колкото по-красива, толкова по-отлична са светлината и тъмното.“ Приблизително същата точка на изглед се проведе Гьоте, който беше не само световноизвестен поет, но и най-големият естествознател на своето време. Това обяснение на цвета на небето обаче беше несъстоятелно, тъй като, както стана ясно по-късно, смесването на черно и бяло може да даде само сиви тонове, но не и цветове. Синият цвят на дима от камината се дължи на съвсем различен процес.

След откриването на смущения, по-специално в тънки филми, Нютонсе опита да приложи смущения, за да обясни цвета на небето. За да направи това, той трябваше да признае, че водните капчици са под формата на тънкостенни мехурчета, като сапунени мехурчета. Но тъй като водните капчици, съдържащи се в атмосферата, всъщност са сфери, тази хипотеза скоро се пръсна като сапунен мехур.

Учени от 18 век Marriott, Booger, Euler мисълта, че синият цвят на небето се дължи на собствения цвят на съставните части на въздуха. Това обяснение дори получи известно потвърждение по-късно, вече през 19 век, когато беше установено, че течният кислород е син, а течният озон е син. Най-близко до правилното обяснение на цвета на небето дойде О.Б. Сосюр. Той вярваше, че ако въздухът е абсолютно чист, небето ще бъде черно, но въздухът съдържа примеси, които отразяват предимно син цвят (по-специално водни пари и водни капчици). Към втората половина на 19 век. натрупа богат експериментален материал за разсейването на светлината в течности и газове, по-специално беше открита една от характеристиките на разсеяната светлина, идваща от небесния свод - нейната поляризация. Араго беше първият, който го откри и проучи. Това беше през 1809 г. По-късно Бабинет, Брустър и други учени се занимаваха с изследвания на поляризацията на небесния скал. Въпросът за цвета на небето привлече вниманието на учените до такава степен, че експериментите за разсейване на светлина в течности и газове, които имаха много по-широко значение, бяха проведени от ъгъла на гледане „лабораторно възпроизвеждане на синия цвят на небето. "" Брюке или "За синия цвят на небето, поляризацията на светлината от облачна материя като цяло" Тиндал. Успехите на тези експерименти насочиха мислите на учените към правилния път - да търсят причината за синият цвят на небето при разсейването на слънчевата светлина в атмосферата.

Първият, който създаде последователна, строга математическа теория за молекулярното разсейване на светлината в атмосферата, беше английският учен Рейли. Той вярваше, че разсейването на светлината не се случва върху примесите, както са мислили неговите предшественици, а върху самите молекули на въздуха. Първата работа на Рейли върху разсейването на светлината е публикувана през 1871 г. В окончателния си вид теорията му за разсейване, основана на установената по това време електромагнитна природа на светлината, е представена в работата „За светлината от небето, нейната поляризация и цвят ", публикуван през 1899 г. За работата си в областта на разсейването на светлината Rayleigh (пълното му име е John William Strett, Lord Rayleigh III) често се нарича Rayleigh Scattering, за разлика от сина си, Lord Rayleigh IV. Rayleigh IV за големия си принос в развитието на физиката на атмосферата се нарича атмосфера на Рейли. За да обясним цвета на небето, ще дадем само едно от заключенията на теорията на Рейли и ще се позоваваме на други няколко пъти, когато обясняваме различни оптични явления. Това заключение казва: яркостта , или интензивността на разсеяната светлина се променя обратно на четвъртата степен на дължината на вълната на светлината, падаща върху разсейващата частица. По този начин, молекулярното разсейване е изключително чувствително към най-малката промяна в дължината на вълната на светлината, например виолетовата дължина на вълната оптичните лъчи (0,4 микрона) са около половината от дължината на вълната на червеното (0,8 микрона). Следователно, виолетовите лъчи ще бъдат разпръснати 16 пъти по-силно от червените и при същата интензивност на падащите лъчи в разсеяната светлина ще има 16 пъти повече. Всички останали цветни лъчи от видимия спектър (син, циан, зелен, жълт, оранжев) ще бъдат включени в разсеяната светлина в количества, обратно пропорционални на четвъртата степен на дължината на вълната на всеки от тях. Ако сега всички цветни разпръснати лъчи се смесят в това съотношение, тогава цветът на сместа от разсеяни лъчи ще бъде син.

Директната слънчева светлина (т.е. светлината, излъчвана директно от слънчевия диск), губеща предимно сини и виолетови лъчи поради разсейване, придобива слаб жълтеникав оттенък, който се засилва, когато Слънцето се спуска към хоризонта. Сега лъчите трябва да пътуват все повече и повече през атмосферата. При дълъг път загубата на късовълнова дължина, т.е. виолетови, сини, сини, лъчи става все по-забележима, а в пряката светлина на Слънцето или Луната, предимно лъчи с дълги вълни - червени, оранжеви, жълти - достигне земната повърхност. Следователно цветът на Слънцето и Луната става първо жълт, след това оранжев и червен. Червеният цвят на слънцето и синият цвят на небето са две последици от един и същ процес на разсейване. При пряка светлина, след като премине през атмосферата, остават предимно дълговълнови лъчи (червено слънце), докато късо вълновите лъчи (синьо небе) попадат в разсеяната светлина. Така че теорията на Рейли много ясно и убедително обясни загадката на синьото небе и червеното слънце.

небесно термично молекулярно разсейване

Проучване и обяснение

като Дял Доклад 532 мнения

Проучване и обяснение. цветовете на небето. Работата по проектирането е извършена от Ксения Рубанова. Учителят по физика И.А. Боляр.

Изтеглете презентация

Проучване и обяснение

КРАЙ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Няма свързани презентации.

Преглед на презентацията

Цветове на небето Дизайнерската работа е извършена от Рубанова Ксения. Учителят по физика И.А. Боляр

Отчасти синьо и белезникаво близо до хоризонта? Защо залязващото слънце обикновено е червено, а небето над него е оцветено по различен начин? За да отговорите на тези въпроси, трябва да знаете как светлината взаимодейства с молекулите на атмосферните газове и частици, суспендирани във въздуха. На някои от тези въпроси тепърва трябва да се отговори еднозначно.

Те бяха смятани за предвестници на времето. Ще има немалко такива признаци и по едно време дори се смяташе, че тяхното изследване е основната задача на атмосферната оптика (раздел от физиката на атмосферата, в който оптичните явления, възникващи при преминаване на светлина през атмосферата, включват цвят на небето).

Руският геофизик П.И. Браунов (20 век). Подробни проучвания показват, че има връзка между оптичните и физическите явления в атмосферата. Стана ясно, че е възможно да се намери връзка между оптичните явления и времето чрез изучаване на същността на оптичните явления и в същото време проникване в механизма на физическите явления, които причиняват промени във времето. Петър Иванович Браунов.

Цветът на небето се отнася до 16-ти век Леонардо да Винчи обясни синьото на небесния скал с факта, че белият въздух на тъмния фон на световното пространство изглежда синьо.

Въздушните частици имат синкав оттенък и в общата маса създават интензивно синьо. “В началото на 18 век Нютон обяснява цвета на небето чрез отражението на слънчевата светлина от най-малките капчици вода, винаги окачени във въздуха. Л. Ойлер Исак Нютон

Синият цвят на небето е даден от английския физик Рейли (1871, 1881).

Тези, които образуват слънчевия спектър, са разпръснати от въздушните молекули пропорционално. Сините лъчи се разпръскват около 16 пъти по-силно от червените. Следователно цветът на небето (дифузна слънчева светлина) е син, а цветът на Слънцето (пряка слънчева светлина), когато е ниско над хоризонта и лъчите му изминават дълъг път в атмосферата, е червен. В този случай разсеяната светлина трябва да бъде силно поляризирана и под ъгъл от 90 градуса от посоката на Слънцето поляризацията да е пълна.

Защо небето е синьо. Защо слънцето е жълто? Тези толкова естествени въпроси са възниквали пред човека от древни времена. За да се получи правилно обяснение на тези явления, са необходими усилията на видни учени от Средновековието и по-късно, до края на 19 век.

Какви хипотези са съществували? Толкова много хипотези бяха изложени по различно време, за да се обясни цветът на небето. 1 хипотеза Наблюдавайки как димът на фона на тъмна камина придобива синкав цвят, Леонардо да Винчи пише: ... лекотата над тъмнината става синя, колкото по-красиви са светлите и тъмните. “Приблизително същата точка на гледна точка се поддържаше от Гьоте, който беше не само световноизвестен поет, но и най-великият учен естествоизпитател на своето време.Така обаче такова обяснение на цвета на небето беше несъстоятелно, тъй като, както стана ясно по-късно, сместа от черно и бяло може да даде само сиви тонове, но не и цветове. се обуславя от съвсем различен процес.

Какви хипотези са съществували? Хипотеза 2 След откриването на интерференция, особено в тънки филми, Нютон се опита да приложи интерференция, за да обясни цвета на небето. За целта той трябваше да признае, че капчиците вода са под формата на тънкостенни мехурчета, като сапунени мехурчета. Но тъй като водните капчици, съдържащи се в атмосферата, всъщност са сфери, тази хипотеза скоро се пръсна като сапунен мехур.

Какви хипотези са съществували? 3 хипотеза Учени от 18 век. Marriott, Bouguer, Euler смятат, че синият цвят на небето се дължи на присъщия цвят на съставните части на въздуха. Това обяснение дори получи известно потвърждение по-късно, вече през 19 век, когато беше установено, че течният кислород е син, а течният озон е син. O.B.Saussure се приближи най-близо до правилното обяснение на цвета на небето. Той вярваше, че ако въздухът е абсолютно чист, небето ще бъде черно, но въздухът съдържа примеси, които отразяват предимно син цвят (по-специално водни пари и водни капчици).

Резултати от изследването: Първият, който създаде хармонична, строга математическа теория на молекулярното разсейване на светлината в атмосферата, беше английският учен Рейли. Той вярваше, че разсейването на светлината не се случва върху примесите, както са мислили неговите предшественици, а върху самите молекули на въздуха. За да обясним цвета на небето, представяме само едно от заключенията на теорията на Рейли:

Резултати от изследването: цветът на сместа от разсеяни лъчи ще бъде син. Яркостта или интензивността на разсеяната светлина се променя пропорционално на четвъртата степен на дължината на вълната на светлината, падаща върху разсейващата частица. По този начин молекулярното разсейване е изключително чувствително към най-малката промяна в дължината на вълната на светлината. Например дължината на вълната на виолетовите лъчи (0,4 μm) е около половината от дължината на вълната на червените лъчи (0,8 μm). Следователно, виолетовите лъчи ще бъдат разпръснати 16 пъти по-силно от червените и при същата интензивност на падащите лъчи в разсеяната светлина ще има 16 пъти повече. Всички останали цветни лъчи от видимия спектър (син, циан, зелен, жълт, оранжев) ще бъдат включени в разсеяната светлина в количества, обратно пропорционални на четвъртата степен на дължината на вълната на всеки от тях. Ако сега всички цветни разпръснати лъчи се смесят в това съотношение, тогава цветът на сместа от разсеяни лъчи ще бъде син

Литература: S.V. Зверева, В света на слънчевата светлина, Ленинград, Гидрометеоиздат, 1988

Текстът на произведението е поставен без изображения и формули.
Пълната версия на произведението е достъпна в раздела „Работни файлове“ в PDF формат

Докато играех на улицата, веднъж забелязах небето, то беше необикновено: бездънно, безкрайно и синьо, синьо! И само облаци леко покриха този син цвят. Чудех се защо небето е синьо? Веднага се сетих за песента на лисицата Алиса от приказката за Буратино "Какво синьо небе ...!" и урок по география, където ние, изучавайки темата "Времето", описахме състоянието на небето и казахме също, че то е синьо. И така, защо небето е синьо? Когато се прибрах, зададох този въпрос на майка си. Тя ми каза, че когато хората плачат, те молят небето за помощ. Небето отнема сълзите им, така че все едно езеро става синьо. Но историята на майка ми не задоволи въпроса ми. Реших да попитам своите съученици и учители дали знаят защо небето е синьо? В проучването взеха участие 24 ученици и 17 учители. След обработка на въпросниците получихме следните резултати:

В училище, в урок по география, зададох на учителя този въпрос. Тя ми каза, че цветът на небето може лесно да бъде обяснен от гледна точка на физиката. Това явление се нарича дисперсия. От Уикипедия научих, че дисперсията е процес на разлагане на светлината в спектър. Учителката по география Лариса Борисовна предложи да наблюдавам това явление емпирично. И отидохме в кабинета по физика. Василий Александрович, учител по физика, охотно се съгласи да ни помогне в това. С помощта на специално оборудване успях да проследя как протича процесът на диспергиране в природата.

За да намерим отговора на въпроса защо небето е синьо, решихме да проведем проучване. Така се появи идеята за написване на проект. Заедно с моя ръководител идентифицирахме темата, целта и целите на изследването, изложихме хипотеза, идентифицирахме изследователски методи и механизми за изпълнение на нашата идея.

Хипотеза: светлината се изпраща на Земята от Слънцето и най-често, когато я погледнем, ни се струва ослепително бяла. Значи и небето трябва да е бяло? Но небето всъщност е синьо. В хода на изследването ще намерим обяснения за тези противоречия.

предназначение: намерете отговора на въпроса защо небето е синьо и разберете какво определя цвета му.

Задачи:1. Да се \u200b\u200bзапознаят с теоретичния материал по темата

2. Експериментално изследвайте феномена на дисперсията на светлината

3. Наблюдавайте цвета на небето по различно време на деня и при различно време

Обект на изследване: небе

Нещо: светлина и цвят на небето

Изследователски методи: анализ, експеримент, наблюдение

Етапи на работа:

1. Теоретична

2. Практически

3. Финал: заключения по темата на изследването

Практическото значение на работата: изследователски материали могат да се използват в уроците по география и физика като образователен модул.

2. Основната част.

2.1. Теоретични аспекти на проблема. Феноменът на синьото небе от гледна точка на физиката

Защо небето е синьо - много е трудно да се намери отговор на толкова прост въпрос. Първо, нека дефинираме концепцията. Небето е пространството над Земята или повърхността на който и да е друг астрономически обект. По принцип небето обикновено се нарича панорама, която се отваря, когато се гледа от повърхността на Земята (или друг астрономически обект) по посока на космоса.

Много учени натрупаха мозъка си в търсене на отговор. Леонардо да Винчи, наблюдавайки огъня в камината, пише: „Светлината над тъмнината става синя“. Но днес е известно, че сливането на бяло и черно дава сиво.

Фиг. 1. Хипотезата на Леонардо да Винчи

Исак Нютон почти обясни цвета на небето, но за това той трябваше да признае, че капчиците вода, съдържащи се в атмосферата, имат тънки стени като сапунени мехурчета. Но се оказа, че тези капки са сфери, което означава, че нямат дебелина на стената. Така че балонът на Нютон се спука!

Фиг. 2. Хипотезата на Нютон

Най-доброто решение на проблема е предложено от английския физик лорд Джон Рейли преди около 100 години. Но да започнем отначало. Слънцето излъчва ослепително бяла светлина, което означава, че цветът на небето трябва да бъде същият, но все още е син. Какво се случва с бялата светлина в атмосферата? Преминавайки през атмосферата, като през призма, се разпада на седем цвята. Вероятно знаете тези редове: всеки ловец иска да знае къде седи фазанът. В тези изречения има дълбоко значение. Те представляват основните цветове в спектъра на видимата светлина.

Фиг. 3. Спектърът на бялата светлина.

Най-добрият естествен дисплей от този спектър е, разбира се, дъгата.

Фиг. 4 Видим светлинен спектър

Видимата светлина е електромагнитно излъчване с различни дължини на вълната. Има и невидима светлина, нашето око не я възприема. Той е ултравиолетов и инфрачервен. Не го виждаме, защото дължината му е или твърде дълга, или твърде къса. Да видиш светлината означава да възприемеш цвета й, но какъв цвят ще видим зависи от дължината на вълната. Най-дългите видими вълни са червени, а най-късите са лилави.

Дължината на вълната също влияе върху способността на светлината да се разсейва, тоест да се разпространява в среда. Червените светлинни вълни са най-слабо разпръснати, но сините и виолетовите цветове са силно разсейващи.

Фиг. 5. Способността на светлината да се разсейва

И накрая се доближихме до отговора на нашия въпрос, защо небето е синьо? Както бе споменато по-горе, бялото е смесица от всички възможни цветове. при сблъсък с молекула газ, всеки от седемте цветни компонента на бялата светлина се разсейва. В този случай светлината с по-дълги дължини на вълната се разсейва по-лошо от светлината с къса дължина на вълната. Поради това във въздуха остава 8 пъти повече син спектър, отколкото червен спектър. Въпреки че виолетовото има най-късата дължина на вълната, небето все още изглежда синьо поради смесването на виолетови и зелени вълни. Освен това очите ни възприемат синьото по-добре от виолетовото, със същата яркост и на двете. Именно тези факти определят цветовата скала на небето: атмосферата буквално е изпълнена с лъчи от синьо-син цвят.

Небето обаче не винаги е синьо. През деня виждаме небесно синьо, синьо, сиво, вечер - червено (Приложение 1). Защо залезът е червен? По време на залеза Слънцето се приближава до хоризонта и слънчевият лъч е насочен към повърхността на Земята не вертикално, както през деня, а под ъгъл. Следователно, пътят, по който той преминава през атмосферата, е много по-голям от този, който пое през деня, когато слънцето е високо. Поради това синьо-синият спектър се абсорбира в атмосферата, преди да достигне Земята, а по-дългите светлинни вълни от червения спектър достигат земната повърхност, оцветявайки небето в червени и жълти тонове. Промяната в цвета на небето е ясно свързана с въртенето на Земята около оста си, което означава ъгъл на падане на светлината върху Земята.

2.2. Практически аспекти. Експериментален начин за решаване на проблема

В кабинета по физика се запознах с уреда за спектрограф. Василий Александрович, учител по физика, ми разказа принципа на действие на това устройство, след което проведох самостоятелно експеримент, наречен дисперсия. Лъч бяла светлина, преминаващ през призма, се пречупва и на екрана виждаме дъга (Приложение 2). Това преживяване ми помогна да разбера как това невероятно творение на природата се появява на небето. С помощта на спектрограф учените днес могат да получат информация за състава и свойствата на различни вещества.

Снимка 1. Демонстрация на дисперсионния опит в

кабинет по физика

Исках и да си взема дъга у дома. Моята учителка по география, Лариса Борисовна, ми каза как да направя това. Стъклен съд с вода, огледало, фенерче и бял лист хартия са се превърнали в аналози на спектрографа. Поставяме огледало в съд с вода, поставяме бял лист хартия зад контейнера. Насочваме светлината на фенерчето към огледалото, така че отразената светлина да пада върху хартията. Дъгата отново се появи на листа хартия! (Приложение 3). Експериментът се прави най-добре в затъмнена стая.

Вече казахме по-горе, че бялата светлина всъщност вече съдържа всички цветове на дъгата. Можете да проверите това и да съберете всички цветове обратно в бяло, като направите дъга (Приложение 4).Ако го въртите много, цветовете ще се слеят и дискът ще побелее.

Въпреки научното обяснение за образуването на дъгата, това явление остава едно от загадъчните оптични очила в атмосферата. Гледайте и се наслаждавайте!

3. Заключение

В търсене на отговор на въпроса на детето, толкова често задаван от родителите: "Защо небето е синьо?" Научих много интересни и поучителни неща за себе си. Противоречията в нашата хипотеза днес имат научно обяснение:

Цялата тайна е в цвета на небето в нашата атмосфера - във въздушната обвивка на планетата Земя.

Белият слънчев лъч, преминавайки през атмосферата, се разделя на лъчи от седем цвята.

Червените и оранжевите лъчи са най-дълги, а сините най-къси.

Сините лъчи достигат до Земята по-малко от другите и благодарение на тези лъчи небето се оказва проникнато в синьо

Небето не винаги е синьо и това се дължи на аксиалното движение на Земята.

Емпирично успяхме да визуализираме и разберем как се получава дисперсията в природата. По време на класния час в училище казах на съучениците си защо небето е синьо. Също така беше интересно да се знае къде феноменът на дисперсия може да се наблюдава в нашето ежедневие. Открих няколко практически приложения за този уникален феномен. (Приложение 5). В бъдеще бих искал да продължа да изучавам небето. Колко още загадки съдържа? Какви други явления се срещат в атмосферата и каква е тяхната природа? Как влияят на хората и на целия живот на Земята? Може би това ще бъдат темите на бъдещите ми изследвания.

Списък на литературата

1. Уикипедия е безплатната енциклопедия

2. L.A. Маликов. Електронен учебник по физика "Геометрична оптика"

3. Перишкин А.В. Физика. Клас 9. Учебник. М.: Дрофа, 2014, с. 202-209

4.htt; / www. voprosy-kak-ipochemu.ru

5. Личен фотоархив "Небе над Голишманово"

Приложение 1.

"Небе над Голишманово"(личен фото архив)

Приложение 2.

Дисперсия на светлина с помощта на спектрограф

Приложение 3.

Лека дисперсия у дома

"дъга"

Приложение 4.

Дъга отгоре

Въртящ се въртящ се въртящ се въртящ се връх

Приложение 5.

Дисперсия в човешкия живот

Диамантени светлини на борда

Автомобилни фарове

Отразяващи знаци

Но колко различни цветове има, които правят нещата около нас оцветени? И научните знания вече могат да отговорят на много от тези въпроси. Например обяснете небесен цвят.

Като начало ще е необходимо да се спомене великият Исак Нютон, който е наблюдавал разлагането на бялата слънчева енергия при преминаването й през стъклена призма. Това, което той видя, сега се нарича феномен отклонениеи самата многоцветна картина - спектър... Получените цветове съвпадаха точно с цветовете на дъгата. Тоест Нютон е наблюдавал дъга в лабораторията! Благодарение на експериментите му в края на 18 век се установява, че бялата светлина е смесица от различни цветове. Нещо повече, същият Нютон доказа, че ако светлината, разложена в спектър, се смеси отново, тогава ще се появи бяла светлина. През 19 век беше показано, че светлината е електромагнитни вълни, разпространяващи се с огромна скорост от 300 000 км / сек. И още в началото на миналия век това знание беше допълнено с идеята за квант светлина - фотон... По този начин светлината има двойна природа - и вълни, и частици. Тази комбинация стана обяснение на много явления, по-специално на спектъра на топлинното излъчване на нагретите тела. Такъв, какъвто е нашият.

След това въведение е време да преминем към нашата тема. Синият цвят на небето ... Кой не му се е възхищавал поне няколко пъти през живота си! Но толкова ли е лесно да се каже, че разсейването на светлината в атмосферата е виновно? Защо тогава небето не е синьо в светлината на пълнолунието? Защо синият цвят не е еднакъв във всички части на небето? Какво се случва с цвета на небето, когато слънцето изгрява и залязва? В крайна сметка тя може да бъде жълта, розова и дори зелена. Но все пак това са характеристики на разсейването. Затова ще го разгледаме по-подробно.

Обяснението на цвета на небето и неговите характеристики принадлежи на английския физик Джон Уилям Рейли, който изучава разсейването на светлината. Именно той посочи, че цветът на небето се определя от зависимостта на разсейването от честотата на светлината. Излъчването от Слънцето, попадайки, взаимодейства с молекулите на газа, които изграждат въздуха. И тъй като енергията на светлинен кван - фотон - се увеличава с намаляването на дължината на светлинната вълна, най-силният ефект върху молекулите на газа, по-точно върху електроните в тези молекули, се оказва от фотоните на сините и виолетовите части на светлинния спектър. След като влязат в принудителни трептения, електроните връщат енергията, взета от светлинната вълна под формата на радиационен фотон. Само тези вторични фотони вече се излъчват във всички посоки, а не само в посока на първоначално падащата светлина. Това ще бъде процесът на разсейване на светлината. Освен това е необходимо да се вземат предвид както постоянното движение на въздуха, така и колебанията на неговата плътност. В противен случай щяхме да наблюдаваме черно небе.

А сега да се върнем към топлинното излъчване на телата. Енергията в нейния спектър е разпределена неравномерно и е описана въз основа на законите, установени от германския физик Вилхелм Виен. Спектърът на нашето Слънце ще бъде също толкова неравномерен зад енергиите на фотоните. Тоест фотоните на виолетовата му част ще бъдат много по-малко от фотоните от синьото и още повече синьото. Ако вземем предвид и физиологията на зрението, а именно максималната чувствителност на очите ни към синьо-зелен цвят, тогава в крайна сметка получаваме небе от син или син цвят.

Трябва да се вземе предвид, че колкото по-дълъг е пътят на слънчевия лъч в атмосферата, толкова по-малко невзаимодействащи фотони от сините и сините области на спектъра остават в него. Следователно цветът на небето е неравномерен, а сутрешните или вечерните цветове са жълто-червени поради дългия път на светлината през атмосферата. Освен това прахът, димът и други частици във въздуха също влияят силно върху разсейването на светлината в атмосферата. По тази тема може да се припомнят известните лондонски картини. Или спомени от катастрофата от 1883 г., случила се по време на изригването на вулкана Кракатаа. Пепелта от изригването, която навлезе в атмосферата, предизвика синкав цвят на слънцето в много страни от тихоокеанския регион, както и червени зори, наблюдавани по цялата Земя. Но тези ефекти вече са обяснени от друга теория - теорията на разсейването на частици, сравнима с дължината на светлинната вълна. Тази теория беше предложена на света от германския физик Густав Ми. Основната му идея е, че такива частици, поради относително големия си размер, разпръскват червената светлина по-силно от синята или виолетовата.

По този начин цветът на небето не е просто източник на вдъхновение за поети и художници, а следствие от фини физически закони, които човешкият гений успя да разкрие.