Якога колеру неба? Чаму неба блакітнае з пункту гледжання фізікі?

Мы ўсе прывыклі, што колер неба — характарыстыка нясталая. Туман, аблокі, час сутак — усе, што ўплывае на афарбоўку купалы над галавой. Штодзённая змена яе не займае розумы большасці дарослых, чаго нельга сказаць пра дзяцей. Яны пастаянна цікавяцца тым, чаму неба блакітнае з пункту гледжання фізікі або што афарбоўвае закат чырвоны. Паспрабуем разабрацца ў гэтых не самых простых пытаннях.

Зменлівае

Пачаць варта з адказу на пытанне аб тым, што, уласна, неба ўяўляе сабой. У старажытным свеце яно бачылася сапраўды як купал, накрывающий Зямлю. Сёння, аднак, наўрад ці хто-то не ведае, што, на якую б вышыню ні падняўся цікаўны даследчык, дасягнуць гэтага купалы ён не зможа. Неба — гэта не рэч, а, хутчэй, панарама, якая адкрываецца пры поглядзе з паверхні планеты, нейкая бачнасць, вытканая з святла. Прычым калі назіраць з розных пунктаў, яно можа выглядаць інакш. Так, з ілюмінатара самалёта, які падняўся над аблокамі, адкрываецца зусім іншы выгляд, чым з зямлі ў гэты час.

Яснае неба — блакітнае, але варта набегчы аблокаў — і яно становіцца шэрым, свінцовым або брудна-белым. Начное неба — чорнае, часам на ім можна заўважыць рудаватыя ўчасткі. Гэта водбліск штучнага асвятлення горада. Прычына ўсіх падобных змен — святло і яго ўзаемадзеянне з паветрам і часцінкамі розных рэчываў у ім.

Прырода колеру

Для таго каб адказаць на пытанне аб тым, чаму неба блакітнае з пункту гледжання фізікі, трэба ўспомніць аб тым, што ўяўляе сабой колер. Гэта хваля пэўнай даўжыні. Святло, які ідзе ад Сонца да Зямлі, бачыцца як белы. Яшчэ з эксперыментаў Ньютана вядома, што белы святло ўяўляе сабой пучок з сямі прамянёў: чырвонага, аранжавага, жоўтага, зялёнага, блакітнага, сіняга і фіялетавага. Колеру адрозніваюцца даўжынёй хвалі. Чырвона-аранжавы спектр ўключае хвалі, найбольш вялікія па гэтым параметры. Колеру сіне-зялёнай частцы спектру характарызуюцца кароткай даўжынёй хвалі. Раскладанне святла на спектр адбываецца пры сутыкненні яго з малекуламі розных рэчываў, пры гэтым частка хваль можа быць паглынута, а частка — рассеяная.

Больш:

Нервовы імпульс, яго пераўтварэнне і механізм перадачы

Нервовая сістэма чалавека выступае своеасаблівым каардынатарам у нашым арганізме. Яна перадае каманды ад мозгу мускулатуры, органаў, тканін і апрацоўвае сігналы, якія ідуць ад іх. У якасці своеасаблівага носьбіта дадзеных выкарыстоўваецца нервовы імп...

Куды паступаць пасля 11 класа? Якую выбраць прафесію?

Пры выбары сваёй будучай прафесіі не варта абапірацца на чые-то рэкамендацыі і парады, тым больш не трэба падпарадкоўвацца сваім бацькам, якія даволі часта вырашаюць без вас самастойна, куды паступіць пасля 11 класа. Варта задумацца, наколькі паспяхо...

Крывяносная сістэма жывёл, як вынік эвалюцыйнага развіцця свету

Крывяносная сістэма жывёл прайшла доўгі шлях фарміравання ў ходзе эвалюцыйнага развіцця свету. Яна ўтварылася на месцы рудыментарных частак першаснай паражніны цела, якая ў вышэйшых жывёл была выцесненая целломом, або другаснай паражніной цела. У пра...

Даследаванне прычыны

Многія навукоўцы спрабавалі растлумачыць, чаму неба блакітнае, з пункту гледжання фізікі. Усе даследчыкі імкнуліся выявіць з'ява або працэс, які ў атмасферы планеты рассейвае святло такім чынам, што ў выніку да нас даходзіць толькі блакітны. Першымі кандыдатамі на ролю падобных часціц былі малекулы азону і вады. Лічылася, што менавіта яны паглынаюць чырвонае святло і прапускаюць блакітны, а ў выніку мы бачым неба сіняга колеру. Якія рушылі за гэтым падлікі, аднак, паказалі, што таго колькасці азону, крышталяў лёду і малекул вадзянога пара, якое ёсць у атмасферы, недастаткова для надання неба блакітнага колеру.

Прычына ў забруджванні

На наступным этапе даследаванняў Джонам Тиндаллом было выказана здагадка, што роля шуканых часціц гуляе пыл. Сіні святло валодае найбольшай устойлівасцю да рассейвання, а таму здольны прайсці праз усе пласты пылу і іншых ўзважаных часціц. Тындал правёў эксперымент, які пацвердзіў яго здагадку. Ён стварыў ва ўмовах лабараторыі мадэль смогу і асвятліў яе яркім белым святлом. Змог набыў блакітны адценне. Навуковец зрабіў адназначную выснову са свайго даследавання: колер неба вызначаецца часцінкамі пылу, то бок, калі б паветра Зямлі быў чыстым, то над галовамі людзей свяціліся не блакітныя, а белыя нябёсы.

Даследаванне лорда

Канчатковую кропку ў пытанні аб тым, чаму неба блакітнае (з пункту гледжання фізікі), паставіў англійская вучоны, лорд. Д. Рэлей. Ён даказаў, што не пыл ці змог афарбоўвае прастору над галавой у звыклы для нас адценне. Справа ў самім паветры. Малекулы газу паглынаюць большую частку святла і ў першую чаргу самыя доўгія хвалі, эквівалентныя чырвонага. Сіні пры гэтым рассейваецца. Менавіта так і сёння тлумачыцца тое, якога колеру неба мы бачым у яснае надвор'е.

Уважлівыя заўважаць, што, вынікаючы логіцы навукоўцаў, купал над галавой павінен быць фіялетавым, паколькі менавіта ў гэтага колеру самая кароткая даўжыня хвалі ў бачным дыяпазоне. Аднак гэта не памылка: доля фіялетавага ў спектры значна менш, чым сіняга, ды і вочы чалавека больш адчувальныя менавіта да апошняга. Па сутнасці, бачны намі блакітны — вынік змешвання сіняга з фіялетавым і некаторымі іншымі кветкамі.

Заходы і аблокі

Усе ведаюць, што ў розны час сутак можна ўбачыць розны колер неба. Фота самых прыгожых заходаў над морам ці возерам — выдатная ілюстрацыя гэтага. Разнастайныя адценні чырвонага і жоўтага ў спалучэнні з блакітным і цёмна-сінім робяць падобнае відовішча незабыўным. А тлумачыцца яно ўсё тым жа рассейваннем святла. Справа ў тым, што падчас заходу і світання сонечным прамяням даводзіцца пераадольваць значна большы шлях скрозь атмасферу, чым у разгар дня. Пры гэтым святло сіне-зялёнай частцы спектру рассейваецца ў розныя бакі і аблокі, размешчаныя ў лініі гарызонту, становяцца афарбаванымі ў адценні чырвонага.

Калі неба зацягвалася аблокі, карціна цалкам мяняецца. Сонечныя прамяні не ў сілах пераадолець шчыльны пласт, і вялікая частка іхпроста не дасягае зямлі. Прамяні, якія здолелі прайсці скрозь хмары, сустракаюцца з воднымі кроплямі дажджу і аблокаў, якія зноў скажаюць святло. У выніку ўсіх гэтых пераўтварэнняў да зямлі даходзіць белы свет, калі аблокі невялікія па памеры, і шэры, калі неба закрываюць вялікія хмары, другі раз паглынальныя частка прамянёў.

Іншыя нябёсы

Цікава, што на іншых планетах Сонечнай сістэмы пры поглядзе з паверхні можна ўбачыць неба, моцна адрознае ад зямнога. На касмічных аб'ектах, пакрыўджаных атмасферай, сонечныя прамяні свабодна дасягаюць паверхні. У выніку неба тут чорнае, без якога б то ні было адцення. Такую карціну можна ўбачыць на Месяцы, Меркурыі і Плутоне.

Марсіянскае неба мае чырвона-аранжавы адценне. Прычына гэтага крыецца ў пылу, якой насычана атмасфера планеты. Яна афарбаваная ў розныя адценні чырвонага і памяранцавага. Калі Сонца падымаецца над гарызонтам, марсіянскае неба становіцца ружавата-чырвоным, пры гэтым ўчастак яго, непасрэдна навакольны дыск свяціла, бачыцца блакітным або нават фіялетавым.

Неба над Сатурнам таго ж колеру, як на Зямлі. Над Уранам распасціраюцца аквамариновые нябёсы. Прычына крыецца ў метановой смузе, размешчанай у верхніх пластах атмасферы планеты.

Венеру ад вачэй даследчыкаў хавае шчыльны пласт аблокаў. Ён жа не дазваляе дайсці да паверхні планеты прамяням сіне-зялёнага спектру, таму неба тут жоўта-аранжавае з шэрай палоскай ўздоўж гарызонту.

Даследаванне дзённага прасторы над галавой раскрывае не менш цудаў, чым вывучэнне зорнага неба. Разуменне працэсаў, якія праходзяць у аблоках і за імі, дапамагае зразумець прычыну даволі звыклых для абывацеля рэчаў, якія, тым не менш, растлумачыць з ходу можа далёка не кожны.