Il cielo è blu perché. Perché il cielo è blu? Descrizione del disegno

26.06.2018

In una limpida giornata di sole, il cielo sopra di noi appare di un blu brillante. Di sera, il tramonto colora il cielo nei colori rosso, rosa e arancio. Perché il cielo è blu? Cosa rende il tramonto rosso?

Per rispondere a queste domande, è necessario sapere che cos'è la luce e in che cosa consiste l'atmosfera della terra.

atmosfera

L'atmosfera è una miscela di gas e altre particelle che circondano la terra. Fondamentalmente, l'atmosfera è costituita da azoto gassoso (78%) e ossigeno (21%). Il gas argon e l'acqua (sotto forma di vapore, goccioline e cristalli di ghiaccio) sono i più abbondanti nell'atmosfera, la loro concentrazione non supera rispettivamente lo 0,93% e lo 0,001%. L'atmosfera della Terra contiene piccole quantità di altri gas, così come le più piccole particelle di polvere, fuliggine, cenere, polline e sale che entra nell'atmosfera dagli oceani.

La composizione dell'atmosfera varia leggermente a seconda della posizione, del tempo, ecc. La concentrazione di acqua nell'atmosfera aumenta durante le tempeste di pioggia, così come vicino all'oceano. I vulcani sono in grado di lanciare enormi quantità di cenere nell'atmosfera. L'inquinamento causato dall'uomo può anche aggiungere alla solita composizione dell'atmosfera vari gas o polvere e fuliggine.

La densità dell'atmosfera a bassa quota vicino alla superficie della Terra è massima, con l'aumentare dell'altezza che diminuisce gradualmente. Non c'è un confine distinto tra l'atmosfera e il cosmo.

Onde luminose

La luce è un tipo di energia trasportata dalle onde. Oltre alla luce, le onde trasferiscono altri tipi di energia, ad esempio un'onda sonora è vibrazioni d'aria. Un'onda luminosa è un'oscillazione di campi elettrici e magnetici, questa gamma è chiamata spettro elettromagnetico.

Le onde elettromagnetiche si propagano attraverso lo spazio senz'aria ad una velocità di 299.792 km / s. La velocità di propagazione di queste onde è chiamata velocità della luce.

Parametri delle onde luminose

L'energia della radiazione dipende dalla lunghezza d'onda e dalla sua frequenza. La lunghezza d'onda è la distanza tra i due vertici (o valli) più vicini dell'onda. La frequenza dell'onda è il numero di oscillazioni dell'onda al secondo. Più lunga è l'onda, più bassa è la sua frequenza e meno energia trasporta.

Colori chiari visibili

La luce visibile fa parte dello spettro elettromagnetico che può essere visto dai nostri occhi. La luce emessa dal sole o dalla lampada a incandescenza potrebbe essere bianca, ma in realtà è una miscela di colori diversi. Puoi vedere i diversi colori dello spettro visibile della luce, scomposti in componenti usando un prisma. Questo spettro può anche essere osservato nel cielo sotto forma di arcobaleno, derivante dalla rifrazione della luce del Sole nelle goccioline d'acqua che agiscono come un gigantesco prisma.

arcobaleno

I colori dello spettro sono misti, in continuo movimento da uno all'altro. Ad una estremità, lo spettro ha un colore rosso o arancione. Questi colori si trasformano facilmente in colori gialli, verdi, blu, indaco e viola. I colori hanno diverse lunghezze d'onda, diverse frequenze e differiscono in energia.

La diffusione della luce nell'aria

La luce viaggia attraverso lo spazio in linea retta fino a quando non ci sono ostacoli sul suo cammino. Quando un'onda luminosa entra nell'atmosfera, la luce continua a propagarsi in modo rettilineo finché la polvere o le molecole di gas sono sul suo cammino. In questo caso, ciò che accade alla luce dipenderà dalla sua lunghezza d'onda e dalla dimensione delle particelle nel suo percorso.

Le particelle di polvere e le gocce d'acqua sono molto più grandi della lunghezza d'onda della luce visibile. La luce viene riflessa in varie direzioni nelle collisioni con queste grandi particelle. Diversi colori della luce visibile sono riflessi ugualmente da queste particelle. La luce riflessa appare bianca, poiché contiene ancora gli stessi colori che erano prima di essa.

Le molecole di gas sono più piccole della lunghezza d'onda della luce visibile. Se un'onda luminosa si scontra con loro, il risultato della collisione potrebbe essere diverso. Quando la luce si scontra con una molecola di un gas, allora parte di essa viene assorbita. Poco dopo, la molecola inizia a emettere luce in diverse direzioni. Il colore della luce emessa è dello stesso colore che è stato assorbito. Ma i colori di diverse lunghezze d'onda vengono assorbiti in modo diverso. Qualsiasi colore può essere assorbito, ma le frequenze più alte (blu) vengono assorbite molto più delle basse frequenze (rosso). Questo processo è chiamato diffusione di Rayleigh, così chiamato dal fisico britannico John Rayleigh, che scoprì questo fenomeno di dispersione negli anni '70 dell'Ottocento.

Perché il cielo è blu?

Il cielo ha un colore blu a causa della diffusione di Rayleigh. Mentre la luce si muove attraverso l'atmosfera, la maggior parte delle lunghe onde dello spettro ottico passano invariate. Solo una piccola parte dei colori rosso, arancio e giallo interagisce con l'aria.

Tuttavia, molte più brevi ondate di luce vengono assorbite dalle molecole di gas. Dopo l'assorbimento, il colore blu viene emesso in tutte le direzioni. Sparge ovunque nel cielo. In qualunque direzione guardi, parte di questa luce blu diffusa raggiunge l'osservatore. Poiché la luce blu è visibile ovunque sopra la tua testa, anche il cielo sembra blu.

Cielo blu chiaro sparse

Se guardi verso l'orizzonte, il cielo avrà un'ombra più pallida. Questo è il risultato del fatto che la luce percorre una distanza maggiore nell'atmosfera verso l'osservatore. La luce diffusa è di nuovo diffusa dall'atmosfera e meno blu raggiunge l'occhio dell'osservatore. Pertanto, il colore del cielo all'orizzonte appare più chiaro o appare addirittura completamente bianco.

All'orizzonte il cielo è più pallido

Cielo nero e sole bianco

Dalla Terra, il Sole appare giallo. Se fossimo nello spazio o sulla luna, il sole ci sembrerebbe bianco. Nello spazio, non c'è atmosfera che diffonda la luce del sole. Sulla Terra, parte delle brevi onde del sole (blu e viola) sono assorbite dalla dispersione. Il resto dello spettro appare giallo.

Inoltre, nello spazio, il cielo appare scuro o nero anziché blu. Questo è il risultato dell'assenza dell'atmosfera, quindi la luce non si diffonde.

Cielo nero nello spazio

Perché il tramonto è rosso?

Quando il sole tramonta al tramonto, la luce del sole deve percorrere una maggiore distanza nell'atmosfera per raggiungere l'osservatore, rispettivamente, più luce solare viene riflessa e dispersa dall'atmosfera. Poiché una luce meno diretta raggiunge l'osservatore, il Sole appare meno luminoso. Anche il colore del sole sembra diverso, ha una gamma di colori che va dall'arancione al rosso. Ciò è dovuto al fatto che anche più colori a onda corta, blu e verde, sono sparsi. Restano solo le componenti a onda lunga dello spettro ottico, che raggiungono l'occhio dell'osservatore.

Al tramonto, il sole appare rosso

Il cielo attorno al tramonto può essere colorato in diversi colori. Il cielo è più bello quando l'aria contiene molte piccole particelle di polvere o acqua. Queste particelle riflettono la luce in tutte le direzioni. In questo caso, si verifica la dispersione di onde luminose più corte. L'osservatore vede i raggi luminosi di onde più lunghe, e quindi il cielo appare rosso, rosa o arancione.

Maggiori informazioni sull'atmosfera

Qual è l'atmosfera?

L'atmosfera è una miscela di gas e altre sostanze che circondano la Terra, sotto forma di un guscio sottile, per lo più trasparente. L'atmosfera è trattenuta dall'attrazione della Terra. I componenti principali dell'atmosfera sono l'azoto (78,09%), l'ossigeno (20,95%), l'argon (0,93%) e il biossido di carbonio (0,03%). Inoltre nell'atmosfera ci sono piccole quantità di acqua (in diversi luoghi la sua concentrazione varia dallo 0% al 4%), particolato, gas neon, elio, metano, idrogeno, krypton, ozono e xeno. La scienza che studia l'atmosfera è chiamata meteorologia.

La vita sulla Terra sarebbe impossibile senza un'atmosfera che fornisca l'ossigeno di cui abbiamo bisogno per respirare. Inoltre, l'atmosfera svolge un'altra importante funzione: livella la temperatura attraverso il pianeta. Se non ci fosse atmosfera, in alcuni punti del pianeta ci potrebbe essere calore sfrigolante, e in altri luoghi ci sarebbe freddo estremo, il range di temperatura potrebbe variare da -170 ° C a notte a + 120 ° C durante il giorno. La stessa atmosfera ci protegge dalla dannosa radiazione del Sole e del cosmo, assorbendola e disperdendola.

Circa il 30% dell'energia totale del Sole che raggiunge la Terra viene riflessa dalle nuvole e dalla superficie terrestre nello spazio. L'atmosfera assorbe circa il 19% delle radiazioni solari e solo il 51% viene assorbito dalla superficie terrestre.

L'aria ha un peso, anche se non ne siamo consapevoli, e non sentiamo la pressione della colonna d'aria. A livello del mare, questa pressione ha una dimensione di una atmosfera, o 760 mm Hg (1013 millibar o 101,3 kPa). Con l'aumentare dell'altitudine, la pressione atmosferica diminuisce rapidamente. La pressione scende di 10 volte con l'aumentare dell'altezza per ogni 16 km. Ciò significa che ad una pressione di 1 atmosfera a livello del mare, ad un'altitudine di 16 km, la pressione sarà di 0,1 atm e ad un'altitudine di 32 km - 0,01 atm.

La densità dell'atmosfera nei suoi strati più bassi è di 1,2 kg / m3. Ogni centimetro cubo d'aria contiene circa 2,7 * 1019 molecole. A livello del suolo, ogni molecola si muove ad una velocità di circa 1600 km / h, e la frequenza delle collisioni con altre molecole è di 5 miliardi di volte al secondo.

Anche la densità dell'aria diminuisce rapidamente con l'aumentare dell'altitudine. Ad un'altitudine di 3 km, la densità dell'aria diminuisce del 30%. Le persone che vivono vicino al livello del mare quando elevate a tale altezza sperimentano problemi respiratori temporanei. L'altezza massima alla quale le persone risiedono è di 4 km.

Struttura dell'atmosfera

L'atmosfera è composta da diversi strati, la divisione in questi strati avviene in base alla loro temperatura, composizione molecolare e proprietà elettriche. Questi strati non hanno confini pronunciati, cambiano stagionalmente e, inoltre, i loro parametri variano a latitudini diverse.

Strati di atmosfera

La separazione dell'atmosfera in strati a seconda della loro composizione molecolare

homosphere
Meno 100 km, tra cui la Troposfera, la Stratosfera e la Mesopause.
È il 99% della massa dell'atmosfera.
Le molecole non sono separate dal peso molecolare.
La composizione è abbastanza uniforme, con l'eccezione di alcune piccole anomalie locali. L'uniformità è mantenuta dalla miscelazione costante, dalla turbolenza e dalla diffusione turbolenta.
L'acqua è una delle due componenti distribuite in modo non uniforme. Quando il vapore acqueo si alza, si raffredda e si condensa, per poi tornare sulla terra sotto forma di precipitazione - neve e pioggia. La stessa stratosfera è molto secca.
L'ozono è un'altra molecola la cui distribuzione è irregolare. (Leggi sullo strato di ozono nella stratosfera di seguito).

Sfera etero

L'omosfera si estende al di sopra, include la Sfera Termica e l'Ecosfera.
La separazione delle molecole di questo strato è basata sulle loro masse molecolari. Le molecole più pesanti, come l'azoto e l'ossigeno, sono concentrate nella parte inferiore dello strato. I più leggeri, l'elio e l'idrogeno, predominano nella parte superiore dell'eterosfera.

La divisione dell'atmosfera in strati, a seconda delle loro proprietà elettriche

Atmosfera neutra

Sotto 100 km.

ionosfera

Approssimativamente superiore a 100 km.
Contiene particelle elettricamente cariche (ioni) derivanti dall'assorbimento della luce ultravioletta
Il grado di ionizzazione varia con l'altitudine.
Diversi strati riflettono onde radio lunghe e corte. Ciò consente ai segnali radio che si propagano in linea retta di piegarsi attorno a una superficie sferica della terra.
In questi strati atmosferici ci sono aurore.

magnetosfera è la parte superiore della ionosfera, che si estende a circa 70.000 km di altitudine, questa altezza dipende dall'intensità del vento solare. La magnetosfera ci protegge dalle particelle cariche dell'energia alta del vento solare, mantenendole nel campo magnetico della Terra.

La divisione dell'atmosfera in strati a seconda delle loro temperature

L'altezza del limite superiore della troposfera dipende dalle stagioni e dalla latitudine. Si estende dalla superficie terrestre ad un'altitudine di circa 16 km all'equatore, e ad un'altitudine di 9 km ai poli nord e sud.

Il prefisso tropo significa cambiamento. La modifica dei parametri della troposfera è dovuta alle condizioni meteorologiche, ad esempio a causa del movimento dei fronti atmosferici.

Con l'aumentare dell'altitudine, la temperatura diminuisce. L'aria calda si alza, quindi si raffredda e scende verso la Terra. Questo processo è chiamato convezione, nasce come risultato del movimento delle masse d'aria. I venti in questo strato soffiano prevalentemente verticalmente.

Questo strato contiene più molecole di tutti gli altri strati combinati.

stratosfera - Si estende approssimativamente da un'altitudine di 11 km a 50 km.

Ha uno strato d'aria molto sottile.
Il prefisso strato si riferisce a strati o livelli.
La parte inferiore della stratosfera è abbastanza calma. Gli aerei a reazione spesso volano nella parte inferiore della stratosfera per aggirare il maltempo nella troposfera.
Nella parte superiore della Stratosfera soffiano forti venti, noti come correnti a getto ad alta quota. Soffiano orizzontalmente a velocità fino a 480 km / h.
La stratosfera contiene lo "strato di ozono", situato ad un'altitudine di circa 12-50 km (a seconda della latitudine). Sebbene la concentrazione di ozono in questo strato sia solo di 8 ml / m3, assorbe molto efficacemente i dannosi raggi ultravioletti del sole, proteggendo così la vita sulla terra. La molecola di ozono consiste di tre atomi di ossigeno. Le molecole di ossigeno che respiriamo contengono due atomi di ossigeno.
La stratosfera è molto fredda, la sua temperatura è di circa -55 ° C nella parte inferiore e aumenta con l'altitudine. L'aumento della temperatura è dovuto all'assorbimento dei raggi ultravioletti da parte dell'ossigeno e dell'ozono.

mesosfera - si estende ad altezze di circa 100 km.

Con l'aumentare dell'altitudine, la temperatura aumenta rapidamente.
Termosfera - si estende ad altitudini di circa 400 km.
All'aumentare dell'altitudine, la temperatura aumenta rapidamente a causa dell'assorbimento delle radiazioni ultraviolette a onda molto corta.
Le meteore, o "stelle cadenti", iniziano a bruciare ad altitudini di circa 110-130 km sopra la superficie terrestre.

exosphere - si estende per centinaia di chilometri oltre la termosfera, spostandosi gradualmente nello spazio esterno.

La densità dell'aria qui è così bassa che l'applicazione del concetto di temperatura perde ogni significato.
Quando si scontrano l'un l'altro, le molecole spesso volano nello spazio.

Esperimenti di luce

Il primo esperimento: la decomposizione della luce nello spettro

Per condurre questo esperimento avrai bisogno di:

un piccolo specchio, un pezzo di carta bianca o cartone, acqua;
una grande nave di piccole dimensioni, tipi di cuvette o ciotole o una scatola di gelato in plastica;
tempo soleggiato e una finestra che si affaccia sul lato soleggiato.

Come condurre un esperimento:

Riempire una cuvetta o una ciotola per 2/3 con acqua e posizionarla sul pavimento o sul tavolo in modo che la luce solare diretta raggiunga l'acqua. La presenza di luce solare diretta è obbligatoria per il corretto svolgimento dell'esperimento.
Posiziona lo specchio sotto l'acqua in modo che il sole possa cadere su di esso. Tenere un pezzo di carta sopra lo specchio in modo che i raggi del sole riflessi dallo specchio colpiscano la carta, se necessario, regolarne la posizione relativa. Guarda lo spettro dei colori su carta.

Sperimenta con la decomposizione della luce sullo spettro

Cosa succede: l'acqua e uno specchio si comportano come un prisma, scomponendo la luce nelle componenti cromatiche dello spettro. Questo perché i raggi di luce, passando da un mezzo (aria) ad un altro (acqua), cambiano la loro velocità e direzione. Questo fenomeno è chiamato rifrazione. Colori diversi vengono rifratti in modi diversi, i raggi viola sono più inibiti e cambiano più fortemente la loro direzione. I raggi rossi rallentano e cambiano la loro direzione in misura minore. La luce è divisa in colori componenti e possiamo vedere lo spettro.

Simulazione del cielo in un barattolo di vetro

Materiali richiesti per l'esperimento:

bicchiere alto trasparente o barattolo trasparente in plastica o vetro;
acqua, latte, un cucchiaino, una torcia elettrica;
stanza buia;

Conduci un esperimento:

Riempire un bicchiere o un barattolo per 2/3 con acqua, circa 300-400 ml.
Aggiungere in acqua da 0,5 a un cucchiaio di latte, mescolare il composto.
Prendendo un bicchiere e una torcia elettrica, vai nella stanza buia.
Tenere la torcia su un bicchiere d'acqua e dirigere il fascio di luce verso la superficie dell'acqua, guardare il vetro da un lato. In questo caso, l'acqua avrà una tinta bluastra. Ora punta la torcia sul lato del vetro e guarda il raggio di luce dall'altro lato del vetro, in modo che la luce passi attraverso l'acqua. In questo caso, l'acqua apparirà di colore rossastro. Posiziona una torcia sotto il vetro e dirigi il raggio di luce, mentre osservi l'acqua dall'alto. In questo caso, la tonalità rossastra dell'acqua apparirà più satura.

Modellare la dispersione della luce solare in una lattina di acqua

Cosa succede in questo esperimento: piccole particelle di latte sospese nell'acqua diffondono la luce proveniente dalla torcia nello stesso modo in cui particelle e molecole nell'aria diffondono la luce del sole. Quando il vetro è illuminato dall'alto, l'acqua appare bluastra a causa del fatto che il colore blu è sparso in tutte le direzioni. Quando guardi direttamente la luce attraverso l'acqua, la luce della torcia sembra essere rossa, poiché parte dei raggi blu sono stati rimossi a causa della dispersione della luce.

Mescolando i colori

Avrai bisogno di:

matita, forbici, cartone bianco o un pezzo di carta da disegno;
matite colorate o pennarelli, righello;
una tazza o una tazza grande con un diametro nella parte superiore di 7 ... 10 cm o un calibro a corsoio.
bicchiere di carta

Come condurre un esperimento:

Se non c'è il calibro, usa il cerchio come modello per disegnare un cerchio su un pezzo di cartone, taglia questo cerchio. Usando il righello, dividi il cerchio in 7 settori approssimativamente uguali.
Dipingi questi sette settori nei colori dello spettro di base: rosso, arancione, giallo, verde, blu, blu e viola. Prova a colorare il disco nel modo più ordinato e uniforme possibile.
Fai un buco al centro del disco e fai scorrere il disco sulla matita.
Fare un buco sul fondo del bicchiere di carta, il diametro del foro dovrebbe essere leggermente più grande del diametro della matita. Capovolgere la tazza e inserirvi una matita con il disco montato in modo che il supporto della matita appoggi sul tavolo, regolare la posizione del disco sulla matita in modo che il disco non tocchi il fondo della tazza e si trovi sopra di essa all'altezza di 0,5. cm.
Svolgi rapidamente la matita e guarda il disco rotante, fai attenzione al suo colore. Se necessario, regola il disco e la matita in modo che possano ruotare facilmente.

Esperimento di miscelazione del colore

Spiegazione del fenomeno visto: i colori che colorano i settori sul disco sono i componenti principali dei colori della luce bianca. Quando il disco gira abbastanza velocemente, sembra che i colori si fondano e il disco appaia bianco. Prova a sperimentare con altre combinazioni di colori.

Pubblicazione: themostmost.ru

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Perché il cielo è blu?

Ci sono molte risposte)))

Il sole è riflesso dal nostro pianeta, e poiché il 70% dell'acqua è su di esso (cioè lo spazio blu), quindi da qualche parte nella troposfera c'è un riflesso blu!
E di notte, quando non c'è nulla da riflettere, vedi il cosmo! ;

L'atmosfera ha questa proprietà per far risaltare le sfumature blu dell'intero spettro di luce bianca ....
Perché il sole al tramonto è rosso ....
per lo stesso motivo, solo lo spettro degli altri ....
gli angoli di incidenza e rifrazione sono diversi ....

La composizione dell'atmosfera è tale che i raggi del sole sono rifratti in esso e la parte blu dello spettro ci raggiunge

Sfortunatamente, tutte le risposte precedenti sono sbagliate, mi dispiace. I gas che fanno parte dell'aria emettono semplicemente raggi blu (come il vetro, che può essere visto come verde, giallo o altro a seconda della composizione) .I raggi rossi e ultravioletti trasmettono un'atmosfera pulita, e il Sole è rosso all'orizzonte a causa della grande quantità di polvere. e altre particelle, ma l'atmosfera non è da incolpare, a proposito, Soltse stessa è una stella ordinaria gialla.

La domanda "perché è il cielo blu?" Può essere tranquillamente classificata come le domande fisiche più standard. I fisici di solito si scrollano di dosso, borbottando qualcosa sulla diffusione di Rayleigh.

Ma questa domanda merita indubbiamente più attenzione. Quale parte del cielo, per esempio, è dipinta nel colore blu più luminoso; perché non tutto il cielo ha la stessa ombra? Il colore del cielo del giorno corrisponde alla teoria prevista di Rayleigh? Perché il cielo notturno con la luna piena non è blu? Qual è la luce della luce solare che crea il colore blu del cielo del giorno? Il cielo sarebbe blu se le particelle su cui avviene la dispersione erano molto più grandi o molto più piccole? Perché, infine, il cielo su Marte è blu solo a pochi gradi sopra l'orizzonte, mentre il resto è nero?
   Il sole invia i suoi raggi sulla terra, ma devono farsi strada attraverso uno spesso strato d'aria che avvolge la terra. E il raggio di sole è multicolore, consiste in
   rosso,
   arancio,
   giallo,
   verde,
   blu,
   blu,
   porpora
   colori.

E così, quando questo raggio multicolore passa attraverso uno spesso strato di aria, le particelle d'aria si spargono, spruzzano tutti i colori dello spettro solare, ma soprattutto, le parti viola, blu e blu sono più potenti. Pertanto, il cielo è dipinto in blu. Il colore blu del cielo è lo spruzzo blu di un raggio di sole multicolore.

La luce del sole che vola direttamente dal sole è bianca. Pertanto, il sole stesso si vede bianco e una parte del cielo intorno ad esso. Ma in tutti gli altri punti del cielo vedi blu. C'è una sola ragione: da tutti i punti del cielo, i raggi blu ti raggiungono. Il fatto è che il bianco solare è in realtà una "miscela" di centinaia di milioni di raggi di colori diversi. E le molecole del gas atmosferico si diffondono maggiormente (cioè riflettono in direzioni diverse, "spargono") i raggi più vicini al blu. Il resto dei raggi passa attraverso.
Ciò accade perché la lunghezza d'onda del raggio blu è paragonabile alla dimensione delle molecole d'aria stesse. La lunghezza d'onda dei raggi rossi è molto più - si muovono solo attorno alle particelle d'aria. E la lunghezza d'onda del viola e dell'ultravioletto - meno, passano attraverso. E quelli blu si stanno dissipando. Pertanto, da ogni punto dell'atmosfera i raggi blu ti raggiungono. Il risultato è che vedi un grande cielo blu.

Lì viveva una luce solare al sole, bianca, molto bianca. E aveva sette figli: rosso, arancione, giallo, verde, blu, blu e viola. Quando sono cresciuti, era tempo che lasciassero la casa del padre e andassero sulla Terra, perché era il sole a dare alla terra il calore e la luce necessari.
   Il padre cominciò a istruire i suoi figli:
   -Per cadere sulla Terra non è così facile, hai molto da vedere. Non dimenticare che sei parte di un tutto - io ...
   Poiché non volevano lasciare il loro sole nativo, dovevano fare un viaggio. Mentre i fratelli volavano sulla terra e stavano insieme, erano una luce bianca brillante, proprio come il loro padre.
   Volarono sulla Terra e videro che era racchiuso in un guscio trasparente e non potevano attraversarlo tutti insieme. Quindi i fratelli dovettero separarsi e raggiungere la superficie della terra da soli. Mentre volavano, qualcosa che semplicemente non vedevano: particelle di vari gas li stavano frettolosamente aggirando nei loro affari, era importante che i cristalli di ghiaccio girassero intorno, minuscole particelle di polvere sospettosa li attraversassero. Era l'atmosfera, la misteriosa città degli abitanti celesti.
   I fratelli rossi, arancioni e gialli, senza essere distratti da nulla, sono rapidamente saliti in superficie. Verde, blu e viola hanno deciso di soffermarsi un po 'nell'atmosfera. Ma presto si stancarono di inciampare nei suoi abitanti completamente identici, e si affrettarono a far emergere i loro fratelli.
E solo il fratello di blu non voleva unirsi a loro così in fretta. Camminava lentamente attraverso l'atmosfera, inchinandosi con cristalli particolarmente belli o evitando sospetti granelli di polvere. Gli piaceva solo librarsi sopra e guardare giù sulla terra oscura. Ma ora è il momento per lui di scendere. Sulla strada, incontrò il raggio, come due gocce simili ad esso. Si guardarono l'un l'altro consapevolmente e andarono per la loro strada.
   E ora ogni volta, guardando il cielo blu, vediamo i raggi blu che viaggiano attraverso il misterioso Atmosfera.

Il blu celeste è una delle manifestazioni della dispersione della luce. Si scopre che i raggi blu che cadono sulla Terra dal Sole sono dispersi da molecole d'aria circa 6 volte più forti dei loro "antagonisti" nello spettro visibile - rosso, e quindi il cielo sembra blu, e il sole è più rosso di quanto sia più vicino all'orizzonte.
È così che il colore blu del cielo nel 1871 fu spiegato dal famoso matematico e fisico inglese John William Strett, che ereditò dal padre il titolo di Lord Rayleigh quasi contemporaneamente, e da allora la dispersione della luce su singoli atomi o molecole e in generale su piccole particelle - con dimensioni molto più piccole della lunghezza onda luminosa, chiamata Rayleigh.

Qual è la ragione per cui i raggi blu sono dispersi nell'atmosfera molto più rossi? Il fatto è che un raggio di luce è un'onda elettromagnetica (più precisamente un insieme di onde), il cui campo elettrico cambia periodicamente - oscilla - e fa oscillare la nuvola di elettroni con la stessa frequenza, circondando l'atomo. Ma allo stesso tempo, gli stessi elettroni oscillanti diventano fonti di onde elettromagnetiche secondarie.
Non c'è atmosfera sulla luna e il cielo sembra nero. Quando un'astronave entra in orbita oltre l'atmosfera, gli astronauti vedono stelle scintillanti e pianeti che riflettono la loro luce nel cielo di velluto nero.

Per rispondere a queste domande, è necessario sapere che cos'è la luce e in che cosa consiste l'atmosfera della terra.

Onde luminose

luce è una variazione energiatrasportato usando onda. Un'onda luminosa è un'oscillazione di campi elettrici e magnetici, questa gamma è chiamata spettro elettromagnetico.

Onde elettromagnetiche diffuso attraverso lo spazio senz'aria ad una velocità di 299.792 km / s. Viene chiamata la velocità di propagazione di queste onde la velocità della luce.

L'energia di radiazione dipende da lunghezza d'onda e lei frequenze. lunghezza d'onda - questa è la distanza tra le due cime (o valli) più vicine dell'onda. frequenza le onde - Questo è il numero di oscillazioni di un'onda al secondo. Più lunga è l'onda, più bassa è la sua frequenza e meno energia trasporta.

Colori chiari visibili

La luce visibile fa parte dello spettro elettromagnetico che può essere visto dai nostri occhi. La luce del sole o della lampada ad incandescenza appare bianca, sebbene in realtà sia una miscela di tutti i colori. Colori primaridi cui è composto il colore bianco rosso, arancione, giallo, verde, blu, blu e viola. Questi colori cambiano continuamente l'uno nell'altro, quindi oltre ai colori primari c'è ancora un numero enorme di varie sfumature. Tutti questi colori e sfumature possono essere osservati sul cielo sotto forma di un arcobaleno che si verifica nella zona di alta umidità. L'arcobaleno nasce dalla rifrazione della luce del sole in goccioline d'acqua, agendo come un gigantesco prisma.

Puoi vedere diversi colori visibili spettro luce, scomponendola in componenti usando un prisma. I colori dello spettro sono misti, in continuo movimento da uno all'altro. Ad una estremità, lo spettro ha un colore rosso o arancione. Questi colori si trasformano facilmente in giallo, verde, blu, blu e viola. I colori hanno diverse lunghezze d'onda, diverse frequenze e differiscono in energia.

La diffusione della luce nell'aria

luce diffusione attraverso lo spazio in linea retta finché non ci sono ostacoli sul suo cammino. Quando un'onda luminosa entra nell'atmosfera, la luce continua a propagarsi in modo rettilineo finché la polvere o le molecole di gas sono sul suo cammino. In questo caso, ciò che accade con la luce dipenderà dalla sua lunghezza d'onda e dalla dimensione delle particelle nel suo percorso.

Le molecole di gas sono più piccole della lunghezza d'onda della luce visibile. Se un'onda luminosa si scontra con loro, il risultato della collisione potrebbe essere diverso. Quando la luce si scontra con una molecola di un gas, allora parte di essa viene assorbita. Poco dopo, la molecola inizia a emettere luce in diverse direzioni. Il colore della luce emessa è dello stesso colore che è stato assorbito. Ma i colori di diverse lunghezze d'onda vengono assorbiti in modo diverso. Qualsiasi colore può essere assorbito, ma le frequenze più alte (blu) vengono assorbite molto più delle basse frequenze (rosso). Questo processo è chiamato diffusione di RayleighPrende il nome dal fisico britannico John Rayleigh, che scoprì questo fenomeno di dispersione negli anni '70 dell'Ottocento.

Perché il cielo è blu?

L'aria che riempie l'intero cielo è una miscela delle più piccole molecole di gas e piccoli solidi, come la polvere.

Mentre la luce del sole passa attraverso l'aria, si imbatte in molecole e polvere. Quando la luce si scontra con le molecole di gas, la luce può essere riflessa in diverse direzioni. Alcuni colori, come il rosso e l'arancione, raggiungono direttamente l'osservatore, passando direttamente attraverso l'aria. Ma la maggior parte della luce blu viene riflessa dalle molecole d'aria in tutte le direzioni. In questo modo la luce blu è sparsa per tutto il cielo e appare blu.

Quando guardiamo in alto, parte di questa luce blu raggiunge i nostri occhi da tutte le estremità del cielo. Visto che vediamo il colore blu su tutte le nostre teste, il cielo sembra blu.

Cielo nero e sole bianco

Inoltre, nello spazio, il cielo appare scuro o nero anziché blu. Questo è il risultato di una mancanza di atmosfera. Non c'è aria nello spazio. Poiché non ci sono ostacoli da cui la luce potrebbe riflettere, la luce si propaga direttamente. I raggi di luce non sono sparsi, e il "cielo" sembra scuro e nero.

Perché il tramonto è rosso?

Molti si chiedono, perché il cielo è ancora blu? Per qualsiasi ragione, il cielo sopra le nostre teste acquista questo colore, che a volte è molto succoso e pronunciato. Sembrerebbe che non ci siano prerequisiti per il cielo per acquisire questo colore, semplicemente non esiste, perché lo spazio infinito, come è noto, è uno spazio oscuro, e l'oscurità ha un colore nero. Il sole irradia un colore bianco abbagliante. Se procediamo da questo, il cielo dovrebbe essere nero o bianco, ma in realtà vediamo diverse tonalità di blu e blu. Qual è la ragione?

Per secoli, e forse anche millenni, le menti di spicco hanno lottato con questo problema, finché alla fine la risposta non è stata accolta. Per spiegare quanto il cielo diventa blu o blu, vale la pena ricordare l'arcobaleno. Sicuramente, tutti voi avete visto questo arco colorato, che può essere trovato nel cielo o basso sopra la terra dopo la pioggia. L'arcobaleno ci mostra chiaramente che la luce del sole è in realtà multicolore. La luce bianca è una miscela di raggi multicolori che si dissolvono in singoli colori dopo la pioggia o in aria con elevata umidità. È nelle proprietà della luce bianca, che irradia il sole, che consiste il segreto del cielo blu.

Come sapete, la luce bianca è composta da sette colori contemporaneamente: rosso, arancione, giallo, verde, blu, blu e viola. A proposito, tutti i colori possono essere appresi con l'aiuto del conteggio di un bambino: Ogni Cacciatore vuole sapere dove si trova il fagiano. Se la luce bianca passa attraverso un prisma, che è l'aria con alta umidità, la luce è divisa in colori. E se combiniamo questi colori, otterremo una luce bianca, che, a differenza degli "incolori" ormai consolidati nella nostra coscienza, è "multicolore". Usando queste conclusioni, il fisico inglese Lord John Rayleigh, cento anni fa, propose per la prima volta una teoria che risultò corretta. Quindi il fisico inglese suggerì che la luce del sole, rifratta nell'atmosfera della terra, si disintegra in tutti e sette i colori costituenti, ma per qualche ragione, tutti i colori tranne il blu scompaiono o si allontanano, ma i raggi blu cadono a terra. A seconda della posizione del sole, possiamo vedere raggi di diversi colori, ad esempio, al tramonto o all'alba, vediamo un cielo giallo o rosso che ha la stessa origine. Questo è chiamato diffusione del cielo. Quando disperso nell'atmosfera, la superficie della terra raggiunge solo i due terzi della luce solare.

Nel 1869, il fisico inglese John Tyndall assunse che la luce, entrando nell'atmosfera della terra, si scontra con le particelle e le molecole più piccole, a seguito delle quali si disperde, e solo i raggi blu raggiungono la superficie terrestre. Ha provato l'intera teoria per esperimento, illuminando il modello di smog o fumo con luce bianca, a seguito della quale il fumo diventava di un blu brillante. Questo è accaduto per il motivo che i raggi di viola e blu hanno la lunghezza d'onda più corta e sono più diffusi degli altri. I raggi viola nel colore bianco della luce del sole non sono tanto quelli blu, quindi vediamo che il cielo ottiene esattamente la tonalità blu.

Foto del cielo blu

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