Мы все привыкли, что цвет неба — характеристика ailahtelevaa. Sumu, pilviä, vuorokaudenaika - kaikki vaikuttaa kupolin väriin pään yläpuolella. Hänen päivittäinen muutoksensa ei vie useimpien aikuisten mieliä, mitä ei voida sanoa lapsista. Heitä kiinnostaa jatkuvasti miksi taivas on fysiikan kannalta sininen tai mikä tekee auringonlaskusta punaisen. Yritetään ymmärtää nämä ei yksinkertaiset kysymykset.
Vaihdettava
On syytä aloittaa vastauksella kysymykseen, ettäitse asiassa taivas on. Muinaismaailmassa sitä pidettiin todella maata peittävänä kupolina. Nykyään tuskin kukaan tietää, että riippumatta siitä kuinka korkealle utelias tutkija nousee, hän ei pääse tähän kupoliin. Taivas ei ole asia, vaan pikemminkin panoraama, joka avautuu planeetan pinnalta katsottuna, eräänlainen ulkonäkö, kudottu valosta. Lisäksi, jos tarkkailet eri kohdista, se voi näyttää erilaiselta. Joten pilvien yläpuolelle kohonneen koneen ikkunasta avautuu täysin erilainen näkymä kuin maasta tällä hetkellä.
Selkeä taivas on sininen, mutta kun pilvet juoksevatja se muuttuu harmaaksi, lyijylle tai luonnonvalkoiseksi. Yötaivas on musta, joskus siinä voi nähdä punertavia alueita. Tämä heijastaa kaupungin keinotekoista valaistusta. Syy kaikkiin tällaisiin muutoksiin on valo ja sen vuorovaikutus ilman ja siinä olevien erilaisten aineiden hiukkasten kanssa.
Luonnonvärit
Vastatakseen kysymykseen miksitaivas on sininen fysiikan näkökulmasta, sinun on muistettava, mikä väri on. Tämä on tietyn pituinen aalto. Auringosta maahan tuleva valo nähdään valkoisena. Newtonin kokeista tiedetään, että valkoinen valo on nippu seitsemästä säteestä: punainen, oranssi, keltainen, vihreä, sininen, sininen ja violetti. Värit vaihtelevat aallonpituudella. Puna-oranssi spektri sisältää vaikuttavimmat aallot tässä parametrissa. Spektrin sinivihreän osan väreille on tunnusomaista lyhyt aallonpituus. Valon hajoaminen spektriksi tapahtuu, kun se törmää eri aineiden molekyyleihin, kun taas osa aalloista voi absorboitua ja osa hajautua.
Syyn tutkinta
Monet tutkijat ovat yrittäneet selittää miksi taivassininen fysiikan kannalta. Kaikki tutkijat pyrkivät havaitsemaan ilmiön tai prosessin, joka hajottaa valoa planeetan ilmakehässä siten, että seurauksena vain sininen pääsee meihin. Ensimmäiset ehdokkaat tällaisten hiukkasten rooliin olivat otsoni- ja vesimolekyylit. Uskottiin, että ne absorboivat punaista valoa ja lähettävät sinistä, ja seurauksena on sininen taivas. Myöhemmät laskelmat osoittivat kuitenkin, että otsonin, jääkiteiden ja vesihöyrymolekyylien määrä ilmakehässä ei riittänyt antamaan taivaalle sinistä väriä.
Syynä on saastuminen
John Tyndallin seuraava tutkimusvaiheehdotettiin, että pöly on haluttujen hiukkasten rooli. Sinisellä valolla on suurin vastustuskyky sirontaan, ja se pystyy siten kulkemaan kaikkien pöly- ja muiden suspendoituneiden hiukkasten läpi. Tyndall suoritti kokeen, joka vahvisti hänen oletuksensa. Hän loi laboratoriossa smogimallin ja valaisi sen kirkkaalla valkoisella valolla. Savu sai sinisen sävyn. Tutkija teki tutkimuksestaan yksiselitteisen johtopäätöksen: taivaan värin määrää pölyhiukkaset, toisin sanoen jos maapallon ilma olisi puhdas, niin ei sinistä, vaan valkoista taivasta loisti ihmisten päämiehen yläpuolella.
Herran tutkimus
Viimeinen kohta kysymyksessä miksi taivassininen (fysiikan kannalta), laita englantilainen tiedemies, Lord D.Rayleigh. Hän osoitti, että ei pöly tai savusumu maalaa tilaa yläpuolella varjossa, johon olemme tottuneet. Kyse on itse ilmasta. Kaasumolekyylit absorboivat suurimman osan valosta ja pääasiassa pisimmät aallonpituudet, mikä vastaa punaista. Sininen haihtuu. Tällä tavalla selitetään kirkkaalla säällä näkemämme taivaan väri tänään.
Huomaavainen huomaa, että tutkijoiden logiikkaa noudattaenyläpuolisen kupolin tulisi olla violetti, koska tällä värillä on lyhin aallonpituus näkyvällä alueella. Tämä ei kuitenkaan ole virhe: violetin osuus spektrissä on paljon pienempi kuin sinisen, ja ihmisen silmät ovat herkempiä jälkimmäiselle. Itse asiassa sininen, jonka näemme, on seurausta sinisen sekoittamisesta violettiin ja joihinkin muihin väreihin.
Auringonlaskuja ja pilviä
Kaikki tietävät, että näet päivän eri aikoinataivaan eri väri. Kuvia kauneimmista auringonlaskuista meren tai järven yli ovat hieno esimerkki tästä. Kaikenlaiset punaisen ja keltaisen sävyt yhdistettynä siniseen ja tummansinisiin tekevät tällaisesta spektaakkelista unohtumattoman. Ja se selitetään samalla valonsironnalla. Tosiasia on, että hämärän ja aamunkoiton aikana auringon säteiden on voitettava paljon suurempi polku ilmakehän läpi kuin päivän korkeimpana aikana. Tällöin spektrin sinivihreän osan valo hajaantuu eri suuntiin ja horisontin viivalla sijaitsevat pilvet värjäytyvät punaisiksi.
Kun taivas on pilvien peitossa, kuvamuuttuu täysin. Auringonsäteet eivät pysty voittamaan tiheää kerrosta, ja suurin osa niistä ei yksinkertaisesti saavuta maata. Pilvien läpi onnistuneet säteet kohtaavat vesipisaroita sateita ja pilviä, jotka taas vääristävät valoa. Kaikkien näiden muutosten seurauksena valkoinen valo saavuttaa maan, jos pilvet ovat pienikokoisia, ja harmaat, kun taivasta peittävät vaikuttavat pilvet, jotka taas absorboivat osan säteistä.
Toinen taivas
On mielenkiintoista, että muilla aurinkoplanejoillajärjestelmä, kun katsot pinnalta, voit nähdä taivaan, joka on hyvin erilainen kuin maa. Avaruuksista, ilman ilmakehää, auringon säteet pääsevät vapaasti pintaan. Tämän seurauksena taivas on täällä musta, ilman varjoa. Tällainen kuva näkyy kuulla, elohopealla ja Plutolla.
Marsin taivaalla on punainen-oranssi sävy. Syynä tähän on pöly, jolla planeetan ilmakehä on kyllästetty. Se on maalattu punaisen ja oranssin eri sävyillä. Kun aurinko nousee horisontin yläpuolelle, Marsin taivas muuttuu punertavan punaiseksi, kun taas sen osa, joka ympäröi suoraan valaisimen kiekkoa, näyttää siniseltä tai jopa violetilta.
Saturnuksen yläpuolella oleva taivas on samaa väriä kuin maapallolla. Akvamariinitaivas ulottuu Uranuksen yli. Syy on planeetan ylemmässä ilmakehässä sijaitsevassa metaanisumussa.
Venus on piilossa tutkijoiden silmiltä tiheälläpilvikerros. Se ei salli sinivihreän spektrin säteiden saavuttaa planeetan pintaa, joten taivas on täällä kelta-oranssi ja harmaa raita horisontissa.
Päivän ylätilan tutkiminenpaljastaa yhtä vähän ihmeitä kuin tähtitaivaan tutkiminen. Pilvissä ja niiden takana tapahtuvien prosessien ymmärtäminen auttaa ymmärtämään syyn asioille, jotka ovat tavallisille ihmisille melko tuttuja, joita kaikki eivät kuitenkaan voi selittää heti.
