Cu toții suntem obișnuiți cu faptul că culoarea cerului este o caracteristicănestatornic. Ceață, nori, ora zilei - totul afectează culoarea domului deasupra capului. Schimbarea lui zilnică nu ocupă mintea majorității adulților, ceea ce nu se poate spune despre copii. Ei se întreabă constant de ce cerul este albastru din punct de vedere fizic sau ce face roșu apusul. Să încercăm să înțelegem aceste întrebări, nu cele mai simple.
schimbătoare
Merită să începeți cu răspunsul la întrebarea ce,de fapt, cerul este. În lumea antică, era într-adevăr văzută ca o cupolă care acoperă Pământul. Astăzi, însă, aproape nimeni nu știe că, oricât de sus s-ar ridica un explorator curios, nu va putea ajunge la acest dom. Cerul nu este un lucru, ci mai degrabă o panoramă care se deschide privită de la suprafața planetei, un fel de aspect țesut din lumină. Mai mult, dacă observați din puncte diferite, poate arăta diferit. Așadar, din hubloul unui avion care s-a ridicat deasupra norilor, se deschide o vedere complet diferită de cea de la sol în acest moment.
Un cer senin este albastru, dar merită să alergi în nori -și devine gri, plumb sau aproape alb. Cerul nopții este negru, uneori puteți vedea zone roșiatice pe el. Aceasta este o reflectare a iluminatului artificial al orașului. Motivul tuturor acestor schimbări este lumina și interacțiunea acesteia cu aerul și particulele diferitelor substanțe din ea.
Natura culorii
Pentru a răspunde la întrebarea de cecerul este albastru din punct de vedere al fizicii, trebuie să vă amintiți ce reprezintă culoarea. Acesta este un val de o anumită lungime. Lumina care vine de la Soare către Pământ este văzută ca fiind albă. De la experimentele lui Newton se știe că lumina albă este un fascicul de șapte raze: roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, indigo și violet. Culorile diferă ca lungime de undă. Spectrul roșu-portocaliu include undele care sunt cele mai impresionante în acest parametru. Culorile părții albastru-verde a spectrului sunt caracterizate de o lungime de undă scurtă. Descompunerea luminii într-un spectru are loc atunci când se ciocnește cu molecule de diferite substanțe, în timp ce unele dintre unde pot fi absorbite, iar unele pot fi împrăștiate.
Investigarea cauzei
Mulți oameni de știință au încercat să explice de ce cerulalbastru, din punct de vedere al fizicii. Toți cercetătorii au căutat să descopere un fenomen sau un proces care împrăștie lumina în atmosfera planetei în așa fel încât doar albastrul să ajungă la noi ca rezultat. Primii candidați pentru rolul unor astfel de particule au fost ozonul și moleculele de apă. Se credea că ei absorb lumina roșie și transmit lumină albastră și, ca urmare, vedem cerul albastru. Calculele ulterioare, însă, au arătat că cantitatea de ozon, cristale de gheață și molecule de vapori de apă care se află în atmosferă nu este suficientă pentru a da cerului o culoare albastră.
Motivul poluării
În următoarea fază a cercetării lui John Tyndalls-a sugerat că rolul particulelor dorite este jucat de praf. Lumina albastră are cea mai mare rezistență la împrăștiere și, prin urmare, este capabilă să treacă prin toate straturile de praf și alte particule în suspensie. Tyndall a efectuat un experiment care i-a confirmat presupunerea. A creat un model de smog în laborator și l-a iluminat cu lumină albă strălucitoare. Smogul a căpătat o nuanță albastră. Omul de știință a tras o concluzie fără ambiguitate din studiul său: culoarea cerului este determinată de particulele de praf, adică dacă aerul Pământului era curat, atunci nu albastrul, ci cerul alb strălucea peste capetele oamenilor.
studiul Domnului
Punctul final la întrebarea de ce cerulalbastru (din punct de vedere al fizicii), a spus savantul englez, Lord D. Rayleigh. El a demonstrat că nu praful sau smogul pictează spațiul de deasupra capului nostru într-o nuanță familiară nouă. Este în aer însuși. Moleculele de gaz absorb cea mai mare parte a luminii și în primul rând cele mai lungi lungimi de undă, echivalent cu roșu. Albastrul se risipește. Acesta este exact ceea ce explică astăzi ce culoare vedem cerul pe vreme senină.
Cei atenți vor observa că, urmând logica oamenilor de știință,cupola de deasupra capului ar trebui să fie violet, deoarece aceasta este culoarea cu cea mai scurtă lungime de undă din domeniul vizibil. Totuși, aceasta nu este o greșeală: proporția de violet în spectru este mult mai mică decât albastru, iar ochiul uman este mai sensibil la acesta din urmă. De fapt, albastrul pe care îl vedem este rezultatul amestecării albastrului cu violet și alte culori.
apusuri si nori
Toată lumea știe că în diferite momente ale zilei poți vedeaculoare diferită a cerului. Fotografiile celor mai frumoase apusuri de soare peste mare sau lac sunt o mare ilustrare a acestui lucru. Tot felul de nuante de rosu si galben combinate cu albastru si albastru inchis fac ca un astfel de spectacol sa fie de neuitat. Și se explică prin aceeași împrăștiere a luminii. Cert este că în timpul apusului și al zorilor, razele soarelui trebuie să depășească un drum mult mai lung prin atmosferă decât la înălțimea zilei. În acest caz, lumina părții albastru-verde a spectrului este împrăștiată în direcții diferite, iar norii aflați în apropierea liniei orizontului devin colorați în nuanțe de roșu.
Când norii acoperă cerulse schimba total. Razele soarelui nu sunt capabile să depășească stratul dens, iar cele mai multe dintre ele pur și simplu nu ajung la pământ. Razele care au reușit să treacă prin nori se întâlnesc cu picături de apă de ploaie și nori, care din nou distorsionează lumina. Ca urmare a tuturor acestor transformări, lumina albă ajunge pe pământ dacă norii sunt de dimensiuni mici, iar gri când nori impresionanți acoperă cerul, absorbind o parte din raze pentru a doua oară.
Alte ceruri
Este interesant că pe alte planete ale solaruluiatunci când sunt privite de la suprafață, puteți vedea cerul, foarte diferit de pământ. Pe obiectele spațiale lipsite de atmosferă, razele soarelui ajung liber la suprafață. Drept urmare, aici cerul este negru, fără nicio nuanță. O astfel de imagine poate fi văzută pe Lună, Mercur și Pluto.
Cerul marțian are o nuanță roșu-portocalie.Motivul pentru aceasta constă în praful, care este saturat cu atmosfera planetei. Este vopsit în diferite nuanțe de roșu și portocaliu. Când Soarele se ridică deasupra orizontului, cerul marțian devine roz-roșu, în timp ce partea din acesta care înconjoară imediat discul stelei pare albastră sau chiar violet.
Cerul de deasupra lui Saturn are aceeași culoare ca pe Pământ. Cerul acvamarin se întinde peste Uranus. Motivul constă în ceața de metan situată în atmosfera superioară a planetei.
Venus este ascunsă de ochii cercetătorilor de o densăstrat de nor. Nu permite razelor spectrului albastru-verde să ajungă la suprafața planetei, așa că aici cerul este galben-portocaliu cu o dungă gri de-a lungul orizontului.
Explorarea luminii naturale deasupra capuluidezvăluie nu mai puține minuni decât studiul cerului înstelat. Înțelegerea proceselor care au loc în nori și în spatele lor ajută la înțelegerea motivului pentru lucruri care sunt destul de familiare omului obișnuit, pe care, totuși, nu toată lumea le poate explica de la bun început.
