Všichni jsme zvyklí na barvu oblohy jako charakteristikušplhat. Mlha, mraky, denní doba - vše ovlivňuje barvu kupole nad hlavou. Její každodenní změna nezabírá mysl většiny dospělých, o nichž nelze říci o dětech. Neustále se zajímají o to, proč je obloha z pohledu fyziky modrá nebo co způsobuje, že západ slunce je červený. Zkusme porozumět těmto ne jednoduchým otázkám.
Měnitelný
Stojí za to začít odpovědí na otázku, ževe skutečnosti je obloha. Ve starověkém světě to bylo opravdu viděno jako kopule pokrývající Zemi. Dnes však téměř nikdo neví, že bez ohledu na to, jak vysoko zvědavý průzkumník vystoupí, nebude schopen dosáhnout této kupole. Obloha není věc, ale spíše panorama, které se otevírá při pohledu z povrchu planety, jakýsi vzhled utkaný ze světla. Navíc, pokud pozorujete z různých bodů, může to vypadat jinak. Z okna letadla, které se zvedlo nad mraky, se tedy otevírá úplně jiný pohled než v tuto chvíli ze země.
Obloha je jasná - modrá, ale až se rozběhnou mraky -a změní se na šedou, olověnou nebo bělavou. Noční obloha je černá, někdy na ní můžete vidět načervenalé oblasti. To je odraz umělého osvětlení města. Důvodem všech těchto změn je světlo a jeho interakce se vzduchem a částicemi různých látek v něm.
Povaha barvy
Abychom odpověděli na otázku pročobloha je z pohledu fyziky modrá, musíte si pamatovat, jaká je barva. Toto je vlna určité délky. Světlo přicházející ze Slunce na Zemi je považováno za bílé. I z Newtonových experimentů je známo, že bílé světlo je svazek sedmi paprsků: červené, oranžové, žluté, zelené, modré, modré a fialové. Barvy se liší vlnovou délkou. Červeno-oranžové spektrum zahrnuje v tomto parametru nejpůsobivější vlny. Barvy modrozelené části spektra se vyznačují krátkou vlnovou délkou. K rozkladu světla na spektrum dochází, když se srazí s molekulami různých látek, zatímco část vln může být absorbována a částečně rozptýlena.
Vyšetřování příčiny
Mnoho vědců se pokusilo vysvětlit, proč nebemodrá, z hlediska fyziky. Všichni vědci se snažili najít jev nebo proces, který rozptyluje světlo v atmosféře planety takovým způsobem, že se k nám ve výsledku dostane pouze modrá. Prvními kandidáty na roli těchto částic byly molekuly ozonu a vody. Věřilo se, že to byli oni, kteří absorbují červené světlo a přenášejí modrou barvu, a ve výsledku vidíme nebesky modrou. Následné výpočty však ukázaly, že množství ozonu, ledových krystalů a molekul vodní páry v atmosféře nestačí na to, aby obloze dala modrou barvu.
Důvodem je znečištění
Další fáze výzkumu Johna Tyndallabylo navrženo, že prach hraje roli požadovaných částic. Modré světlo má největší odolnost proti rozptylu, a proto je schopno procházet všemi vrstvami prachu a dalších suspendovaných částic. Tyndall provedl experiment, který potvrdil jeho předpoklad. V laboratoři vytvořil model smogu a osvětlil jej jasným bílým světlem. Smog nabral modrý odstín. Vědec ze svého výzkumu učinil jednoznačný závěr: barvu oblohy určují prachové částice, to znamená, že pokud byl vzduch Země čistý, pak nad hlavami lidí nesvítila modrá, ale bílá obloha.
Pánův výzkum
Poslední bod v otázce, proč nebemodrý (z hlediska fyziky), dal anglický vědec, lord D. Rayleigh. Dokázal, že to není prach nebo smog, který barví prostor nad hlavou ve stínu, na který jsme zvyklí. Je to o vzduchu samotném. Molekuly plynu absorbují většinu světla a především nejdelší vlnové délky ekvivalentní červené. V tomto případě je modrá rozptýlena. Takto je dnes vysvětlena barva oblohy, kterou vidíme za jasného počasí.
Pozorný si všimne, že podle logiky vědcůhorní kopule by měla být fialová, protože tato barva má nejkratší vlnovou délku ve viditelném rozsahu. To však není chyba: podíl fialové ve spektru je mnohem menší než u modré a lidské oči jsou na ni citlivější. Modrá, kterou vidíme, je ve skutečnosti výsledkem smíchání modré s fialovou a některých dalších barev.
Západy a mraky
Každý ví, že v různé denní době můžete vidětjinou barvu oblohy. Fotografie krásných západů slunce nad mořem nebo jezerem jsou toho skvělým příkladem. Všechny druhy odstínů červené a žluté v kombinaci se světle modrou a tmavě modrou činí takovou podívanou nezapomenutelnou. A vysvětluje to stejný rozptyl světla. Faktem je, že za soumraku a úsvitu musí sluneční paprsky překonat mnohem větší cestu atmosférou než ve výšce dne. V tomto případě je světlo modrozelené části spektra rozptýleno v různých směrech a mraky umístěné na linii obzoru jsou zbarveny do odstínů červené.
Když je obloha pokryta mraky, obrázekúplně se mění. Sluneční paprsky nejsou schopné překonat hustou vrstvu a většina z nich jednoduše nedosahuje země. Paprsky, které dokázaly projít mraky, se setkávají s vodními kapkami deště a mraky, které opět narušují světlo. V důsledku všech těchto transformací dosáhne bílé světlo na Zemi, pokud jsou mraky malé, a šedé, když je obloha pokryta působivými mraky, které znovu absorbují část paprsků.
Jiné nebe
Je zajímavé, že na jiných planetách Sluncesystém, při pohledu z povrchu, můžete vidět oblohu, která se velmi liší od Země. Na vesmírných objektech zbavených atmosféry sluneční paprsky volně dosahují povrchu. Výsledkem je, že obloha je zde černá, bez jakéhokoli stínu. Takový obrázek lze vidět na Měsíci, Merkuru a Plutu.
Marťanská obloha má červenooranžový odstín.Důvodem je prach, kterým je nasycena atmosféra planety. Je malován v různých odstínech červené a oranžové. Když slunce vychází nad obzorem, marťanská obloha se zbarví do růžova-červena, zatímco její část přímo obklopující disk svítidla vypadá modrá nebo dokonce fialová.
Obloha nad Saturnem má stejnou barvu jako na Zemi. Nad Uranem se táhne nebe akvamarínů. Důvod spočívá v metanovém oparu nacházejícím se v horní atmosféře planety.
Venuše je před očima vědců skryta hustouoblačná vrstva. Nedovoluje paprskům modrozeleného spektra dosáhnout povrchu planety, takže obloha je zde žlutooranžová se šedým pruhem podél obzoru.
Zkoumání vzdušného prostoru během dneodhaluje ne méně zázraků než studium hvězdné oblohy. Pochopení procesů probíhajících v oblacích a za nimi pomáhá pochopit příčiny věcí, které jsou průměrnému člověku docela dobře známé, což však každý nedokáže vysvětlit hned na začátku.
