Perché vediamo il cielo blu. Perché il cielo è blu e non è verde

La luce solare è bianca, cioè include tutti i colori dello spettro. Sembrerebbe che anche il cielo debba essere bianco, ma è blu.

Sicuramente tuo figlio conosce la frase "Ogni cacciatore vuole sapere dove si trova il fagiano", che aiuta a ricordare i colori dell'arcobaleno. E l'arcobaleno - il modo migliore  capire come la luce si rompe in onde di frequenze diverse. La lunghezza d'onda più lunga è in rosso, la più breve è in viola e blu.

L'aria, che contiene molecole di gas, microcristalli di ghiaccio e gocce d'acqua, disperde la luce con una lunghezza d'onda corta più forte, quindi i colori blu e viola nel cielo sono otto volte più del rosso. Questo effetto è chiamato diffusione di Rayleigh.

Disegna un'analogia con le palle che rotolano giù da un cartone ondulato. Più grande è la palla, minore è la probabilità di deviare o attaccare.

Spiega perché il cielo non può essere altri colori

Perché il cielo non è viola?

È logico presumere che il cielo debba essere viola, perché questo colore ha l'onda più corta. Ma ecco che arrivano le caratteristiche della luce del sole e la struttura dell'occhio umano. Lo spettro della luce solare è irregolare, le sfumature di viola in esso sono meno di altri colori. E l'occhio umano non è parte visibile dello spettro, che riduce ulteriormente la percentuale di sfumature di viola nel cielo.

Perché il cielo non è verde?

Un bambino potrebbe chiedere: "Poiché lo scattering aumenta con la diminuzione della lunghezza d'onda, perché il cielo non è verde?" Sparsi nell'atmosfera non sono solo i raggi blu. La loro onda è la più corta, quindi sono più evidenti e più brillanti di tutti. Ma se l'occhio umano fosse disposto diversamente, il cielo ci sembrerebbe verde. Dopo tutto, la lunghezza d'onda di questo colore è leggermente più lunga di quella del blu.

La luce non è come la pittura. Se mescoli vernice verde, blu e viola, ottieni un colore scuro. Con la luce, è vero il contrario: più colori si fondono, più luminoso sarà il risultato.

Parlaci del tramonto

Noi vediamo cielo bluquando il sole splende dall'alto. Quando si avvicina all'orizzonte e l'angolo di incidenza dei raggi del sole diminuisce, i raggi vanno tangenzialmente, andando molto più a lungo. Per questo motivo, le onde dello spettro blu-blu vengono assorbite nell'atmosfera e non raggiungono la Terra. Nell'atmosfera, il rosso e il giallo sono dispersi. Pertanto, al tramonto il cielo diventa rosso.

Il sole non solo ci dà luce e calore, ma dipinge anche tutto ciò che ci circonda nei colori dell'arcobaleno dello spettro. Il raggio di luce bianca è in realtà multicolore, lo sappiamo dal suo riflesso in una goccia di pioggia che è diventata un arcobaleno. Allora perché per il cielo il sole ha scelto proprio il blu, e non il verde, per esempio? Anche se è molto difficile immaginare un cielo verde.
  La terra è circondata da uno strato d'aria che respiriamo. Contiene ossigeno, ozono e anidride carbonica. Questo strato è chiamato l'atmosfera. Lo spessore dello strato atmosferico è di circa 500 chilometri. Contiene l'aria che respiriamo.

L'aria consiste di molecole in cui la luce non può riflettere. Sparge su di loro. Gli elettroni di una molecola sono sotto l'influenza della luce del sole che cade su di loro e cominciano a irradiarlo. E la luce stessa è dispersa. E vediamo questa luce diffusa dalla Terra.

I gas nell'aria dividono la luce nei colori conosciuti dello spettro. Li conosciamo bene, sappiamo: rosso, arancione, giallo, verde, blu, blu, viola. Ma noi, più spesso, vediamo blu o blu. Perché il cielo è blu?

Qui entra in vigore la legge della dispersione, scoperta da Rayleigh, secondo cui la luce con una lunghezza d'onda più corta è dispersa più velocemente della luce delle onde con una lunghezza maggiore. I colori blu, blu e viola dello spettro hanno una lunghezza d'onda minore. Pertanto, è la loro luce diffusa che vediamo nel cielo.

Alcuni colori dello spettro con una lunghezza d'onda più lunga, come il rosso e l'arancione, non sono quasi dispersi. Al tramonto, lo strato dell'atmosfera aumenta molte volte, lo spettro è più difficile da attraversare, e poiché i colori blu e blu sono dispersi, rimangono sempre meno nella tavolozza dei colori celesti la sera, una vernice rimane intatta - rosso. Qui lo vediamo al tramonto nel cielo. E il sole stesso ci appare allora rosso. Naturalmente, in un'altra parte del pianeta il cielo in questo momento è blu, i raggi brevi dello spettro sono sparsi lì.

Al mattino, il sole torna da noi se non deve farsi strada attraverso lo spesso velo di nuvole e nuvole. Poi vediamo il cielo tra le nuvole. E questa è un'altra storia.

1. Perché il cielo è blu e non è verde? Rispondi ai manichini

La luce del sole o una lampada sembra bianca, ma in realtà il bianco è una miscela di tutti e 7 i colori esistenti: rosso, arancione, giallo, verde, blu, blu e viola (figura 1). Il cielo (atmosfera) è pieno d'aria. L'aria è una miscela di minuscole molecole di gas e piccoli pezzi di materiale solido, come la polvere, per esempio. Quando la luce del sole passa attraverso l'aria, si scontra con particelle d'aria. Quando un raggio di luce colpisce una molecola di gas, può "rimbalzare" in un'altra direzione (dispersione). Alcuni colori compositi di luce bianca, come il rosso e l'arancione, passano direttamente dal Sole ai nostri occhi, senza dispersione. Ma la maggior parte dei raggi blu  "Rimbalzi" da particelle d'aria in tutte le direzioni. Quindi, l'intero cielo è letteralmente attraversato da raggi blu. Quando alzi lo sguardo, una parte di questa luce blu raggiunge l'occhio e vedi una luce blu ovunque sopra la tua testa! Qui, in realtà,   perché è il cielo blu!

Naturalmente, tutto è semplificato al massimo, ma di seguito è riportato un paragrafo in cui la proprietà del nostro amato cielo sopra la tua testa e le ragioni che spiegano perché il colore del cielo è blu anziché verde è più fondamentalmente descritto.

2. Perché il cielo è blu? Rispondi per avanzato

Diamo un'occhiata più da vicino alla natura della luce e del colore. Il colore, come tutti sanno, è una proprietà della luce che i nostri occhi e il cervello possono percepire e definire. Luce dal sole - un gran numero di raggi bianchi, che consistono in tutti e 7 i colori dell'arcobaleno. La luce ha la proprietà di dispersione (Figura 1). Tutto è illuminato dal Sole, ma alcuni oggetti riflettono i raggi di un solo colore, ad esempio il blu e altri oggetti: solo i raggi del giallo e così via. Quindi una persona determina i colori. Quindi, il Sole splende sulla Terra con i suoi raggi bianchi, ma è avvolto nell'atmosfera (aria densa), e quando questo raggio bianco (costituito da tutti i colori) passa attraverso l'atmosfera, è l'aria che diffonde (diffonde) tutti i 7 raggi di colore del raggio di sole bianco, ma con maggiore forza, sono i suoi raggi blu-blu (in altre parole, l'atmosfera inizia letteralmente a brillare in blu). Altri colori provengono direttamente dal Sole ai nostri occhi (Figura 2).

Perché il colore blu è più suscettibile alla dispersione nell'atmosfera? Questo è un fenomeno naturale ed è descritto dalla legge fisica di Rayleigh. Se è più facile da spiegare, allora c'è una formula, che è stata derivata da Rayleigh nel 1871, e che determina come la dispersione della luce (raggio) dipende dal colore di questo raggio (cioè, su una tale proprietà del raggio come sua lunghezza d'onda). E così è successo che il colore blu cielo ha la lunghezza d'onda più corta e, di conseguenza, la più grande dispersione.

Perché il cielo è rosso all'alba e al tramonto? Al tramonto o all'alba, il sole è basso sopra l'orizzonte, a causa del quale i raggi del sole stanno cadendo obliquamente

sono sulla Terra. La lunghezza del raggio, naturalmente, aumenta molte volte (Fig. 3), e quindi a una distanza così grande quasi l'intera onda corta (blu-blu) dello spettro è dispersa nell'atmosfera e non raggiunge la superficie terrestre. Raggiungiamo solo le lunghe onde, di colore giallo-rosso. Questo è esattamente il colore che il cielo acquisisce al tramonto. Ecco perché il cielo tranne blu e blu è anche giallo e rosso!

E ora per una comprensione completa di quanto sopra, alcune parole su cosa sia l'atmosfera.

Qual è l'atmosfera (volta celeste)?

L'atmosfera è una miscela di molecole di gas e altri materiali che circondano la Terra. Fondamentalmente l'atmosfera è costituita da azoto (78%) e ossigeno (21%) di gas. Gas e acqua (sotto forma di vapore, goccioline e cristalli di ghiaccio) sono i componenti più comuni dell'atmosfera. Ci sono anche una piccola quantità di altri gas, così come molte piccole particelle solide, come polvere, fuliggine, cenere, sale dagli oceani e così via. La composizione dell'atmosfera varia a seconda della posizione geografica, del tempo e molto altro. Da qualche parte potrebbe esserci più acqua nell'aria dopo una doccia o vicino all'oceano, da qualche parte i vulcani rilasciano grandi quantità di particelle di polvere nell'atmosfera.

L'atmosfera è più densa nella sua parte inferiore, vicino alla Terra. Si assottiglia gradualmente con l'altezza. Non c'è un netto divario tra atmosfera e spazio. Ecco perché vediamo il gioco del blu e del blu nel cielo, proprio perché l'atmosfera nel cielo è diversa ovunque, ha una struttura e proprietà diverse.