Jaká je barva oblohy? Proč je nebe modrá z hlediska fyziky?

Všichni jsme zvyklí na to, že barva oblohy je charakteristická. Mlha, mraky, denní čas - všechno ovlivňuje zbarvení nad hlavou. Každodenní změna neberou v úvahu většinu dospělých, což se nedá říci o dětech. Neustále se zajímají o to, proč je obloha modrá, pokud jde o fyziku, nebo barvy, které západ slunce svítí červeně. Pokusíme se pochopit tyto ne velmi jednoduché otázky.

Změnitelné

Stojí za to začít odpovědí na otázku, co je skutečně nebe. Ve starověkém světě vypadalo opravdu jako kopule pokrývající Zemi. Dnes však sotva někdo neví, že bez ohledu na to, jak vysoký je zvědavý badatel vznesen, nebude schopen dosáhnout tohoto kupole. Obloha není věc, ale spíše panoráma, která se otevírá při pohledu z povrchu planety, jakési viditelnosti tkané ze světla. A pokud pozorujete z různých bodů, může to vypadat jinak. Tak, od letadlo okna, stoupající nad mraky, otevírá úplně jiný pohled než od Země v této době.

Jasná obloha je modrá, ale stojí za to běžet k mrakům - a to se změní na šedou, olovnatou nebo špinavou bílou. Noční obloha je černá, někdy na ní vidíte načervenalé skvrny. To je odraz umělého osvětlení města. Důvodem všech takových změn je světlo a jeho interakce se vzduchem a částečky různých látek v něm.

Povaha barvy

Abychom odpověděli na otázku, proč je obloha modrá z hlediska fyziky, musíme si pamatovat, jaká je barva. Je to vlna určité délky. Světlo pocházející ze Slunce na Zemi je viděno jako bílá. Dokonce i s Newtonovými experimenty je známo bílé světlo Je to paprsek sedmi paprsků: červený, oranžový, žlutý, zelený, modrý, modrý a fialový. Barvy se liší vlnovou délkou. Červeno-oranžové spektrum zahrnuje vlny nejpůsobivější v tomto parametru. Barvy modrozelené části spektra se vyznačují krátkou vlnovou délkou. Rozklad světla do spektra nastává, když se srazí s molekulami různých látek, zatímco část vln může být absorbována a rozptýlena.

Studium příčiny

Mnoho vědců se snažilo vysvětlit, proč je obloha modrá, pokud jde o fyziku. Všichni vědci se snažili objevit fenomén nebo proces, který v atmosféře planety rozptyluje světlo takovým způsobem, že v důsledku toho nás jen dosáhne modrá. Prvními kandidáty na úlohu takových částic byly molekuly ozonu a vody. Bylo věřeno, že absorbují červené světlo a nechávají modrou cestu, a proto vidíme modrou oblohu. Následující výpočty však ukázaly, že množství ozonu, ledových krystalů a molekul vodní páry, které existují v atmosféře, nestačí na to, aby obloze získali modrou barvu.

Důvod kontaminace

V další fázi výzkumu Johna Tyndalla bylo navrženo, aby roli hledaných částic hrála prach. Modré světlo má největší odolnost proti rozptýlení a proto je schopno projít všemi vrstvami prachu a dalších suspendovaných částic. Tyndall provedl experiment, který potvrdil jeho předpoklad. V laboratoři vytvořil smogový model a rozsvítil ho jasným bílým světlem. Smog získal modrý barevný tón. Vědec jednoznačně vyvodil z výzkumu: barvu oblohy určují částice prachu, to jest, kdyby byl vzduch Země čistý, pak nad hlavami lidí, ne modré, ale bílé nebe svítilo.

Studium pána

Poslední věc v otázce, proč je obloha modrá (pokud jde o fyziku), uvedl anglický vědec, lord D. Rayleigh. Dokázal, že nemá prach, nebo by mohl barvit prostor nad jeho hlavou v známém stínu pro nás. Je to ve vzduchu samotném. Molekuly plynu absorbují velké část světa a především nejdelší vlny, což odpovídá červenému. Modrá současně se rozptýlí. Právě dnes vidíme barvu oblohy za jasného počasí.

Pozornost si všimne, že podle logiky vědců by měla být vrcholová kopule fialová, protože tato barva má nejmenší vlnovou délku ve viditelném rozmezí. Nicméně to není chyba: zlomek fialové v spektru je mnohem méně než modrá a lidské oči jsou citlivější na druhé. Ve skutečnosti je modrá, kterou vidíme, výsledkem smíchání modré s fialovou a některé další barvy.

Západy slunce a mraky

Každý ví, že v různých dnech dne můžete vidět různé barvy oblohy. Fotografie krásných západy slunce nad mořem nebo jezerem je dokonalým příkladem toho. Všechny druhy odstínů červené a žluté v kombinaci s modrou a tmavě modrou činí tuto podívanou nezapomenutelnou. A to je vysvětleno stejným rozptylem světla. Faktem je, že během západu slunce a východu slunce musí sluneční paprsky překonat mnohem větší cestu přes atmosféru než ve výšce dne. V tomto případě je světlo modrozelené části spektra rozptýleno v různých směrech a mraky, které se nacházejí v horizontální čáře, jsou zbarveny v odstínech červené barvy.

Když obloha mraky, obraz se zcela změní. Sluneční paprsky není schopen překonat hustou vrstvu a většina z nich prostě nedosáhne země. Luminary, které se podařilo projít mraky, se setkávají s vodními kapkami deště a mraků, které opět narušují světlo. Výsledkem všech těchto transformací je, že bílé světlo dosáhne země, jestliže jsou mraky malé a šedé, když je obloha uzavřena impozantními mraky, které pohlcují část paprsků podruhé.

Další nebe

Je zajímavé, že na jiných planetách sluneční soustavy, při pohledu z povrchu, je možné vidět oblohu, která se velmi liší od pozemského. Na vesmírných předmětech zbavených atmosféry se sluneční paprsky volně dostanou k povrchu. V důsledku toho je obloha černá, bez stínu. Takový obraz lze vidět na Měsíci, Merkuru a Plutu.

Marťanská obloha má červenoranžový odstín. Důvodem pro to je v prachu, který je nasycen atmosférou planety. Je namalován v různých odstínech červené a oranžové. Když Slunce stoupne nad obzorem, obloha Marsu se zbarví růžově červeně, zatímco její část, přímo obklopující disk hvězdy, je viděna jako modrá nebo dokonce fialová.

Obloha nad Saturnem má stejnou barvu jako na Zemi. Nad Uranem jsou akvamarínové nebe. Důvodem je metanový zákal umístěný v horní části vrstvy atmosféry planetě.

Venuše z očí výzkumníků skrývá hustou vrstvu mraků. Neumožňuje dostat se k povrchu planety paprsky modrozeleného spektra, takže obloha je žlutě oranžová se šedým pruhem podél horizontu.

Studium denního prostoru nad hlavou odhaluje méně zázraků než studium hvězdné oblohy. Pochopení procesů probíhajících v oblacích a za nimi pomáhá pochopit důvody pro věci, které jsou pro průměrného člověka poměrně běžné, které ovšem nelze vysvětlovat v pohybu z daleko od všech.