Въпреки научния прогрес и свободния достъп до много източници на информация, рядък човек може правилно да отговори на въпроса защо небето е синьо.

Защо небето е синьо през деня?

Бялата светлина - а именно тя излъчва от Слънцето - се състои от седем части от цветовия спектър: червено, оранжево, жълто, зелено, синьо, индиго и виолетово. Известната от училище рима за броене - "Всеки ловец иска да знае къде седи фазанът" - просто определя цветовете на този спектър по началните букви на всяка от думите. Всеки цвят има своя собствена дължина на вълната на светлината: най-дългата за червеното и най-късата за лилавата.

Познатото за нас небето (атмосферата) се състои от твърди микрочастици, малки капчици вода и газови молекули. С течение на времето имаше няколко погрешни схващания, опитващи се да обяснят защо небето е синьо:

• атмосферата, състояща се от най-малките частици вода и молекули на различни газове, пропуска добре лъчите на синия спектър и не позволява на лъчите на червения спектър да докоснат Земята;
• малките твърди частици - например прах - суспендирани във въздуха, разпръскват най-малко сини и виолетови вълни и поради това успяват да достигнат до земната повърхност, за разлика от другите цветове от спектъра.

Тези хипотези бяха подкрепени от много известни учени, но изследванията на английския физик Джон Рейли показаха, че не твърдите частици са основната причина за разсейването на светлината. Именно молекулите на газовете в атмосферата разделят светлината на цветни компоненти. Бял слънчев лъч, сблъсквайки се с газова частица в небето, се разпръсква (разпръсква) в различни посоки.

При сблъсък с газова молекула всеки от седемте цветни компонента на бялата светлина се разсейва. В този случай светлината с по-дълги дължини на вълната (червената компонента на спектъра, която също включва оранжево и жълто) се разсейва по-лошо от светлината с къси вълни (синята компонента на спектъра). Поради това след разсейване във въздуха остават осем пъти повече цветове от синия спектър от червените.

Въпреки че виолетовото има най-късата дължина на вълната, небето все още изглежда синьо поради сместа от виолетови и зелени дължини на вълната. Освен това очите ни възприемат синьото по-добре от лилавото, със същата яркост и на двете. Именно тези факти определят цветовата схема на небето: атмосферата е буквално изпълнена със синьо-сини лъчи.

Защо тогава залезът е червен?

Небето обаче не винаги е синьо. Естествено възниква въпросът: ако виждаме синьо небе през целия ден, защо залезът е червен? По-горе открихме, че червеното е най-малко разпръснато от газовите молекули. По време на залез слънцето се приближава към хоризонта и слънчевият лъч е насочен към земната повърхност не вертикално, както през деня, а под ъгъл.

Следователно пътят, който изминава през атмосферата, е много по-дълъг от този, който изминава през деня, когато Слънцето е високо. Поради това синьо-синият спектър се абсорбира в дебел слой на атмосферата, без да достига до Земята. А по-дългите светлинни вълни от червено-жълтия спектър достигат повърхността на Земята, оцветявайки небето и облаците в характерните за залеза червени и жълти цветове.

Защо облаците са бели?

Нека засегнем темата за облаците. Защо има бели облаци в синьото небе? Първо, нека си спомним как се образуват. Влажният въздух, съдържащ невидима пара, се затопля близо до повърхността на земята, издига се и се разширява поради факта, че налягането на въздуха в горната част е по-малко. Когато се разширява, въздухът се охлажда. Когато се достигне определена температура, водната пара кондензира около атмосферния прах и други суспендирани твърди вещества и в резултат се образуват малки водни капчици, чието сливане образува облак.

Въпреки относително малкия си размер, водните частици са много по-големи от молекулите на газа. И ако, срещайки въздушните молекули, слънчевите лъчи се разпръскват, то когато се срещнат с водни капки, светлината се отразява от тях. В същото време първоначално белият слънчев лъч не променя цвета си и в същото време „боядисва” облачните молекули в бяло.

Светът около нас е пълен с удивителни чудеса, но ние често не им обръщаме внимание. Възхищавайки се на ясното синьо на пролетното небе или ярките цветове на залеза, ние дори не се замисляме защо небето променя цвета си със смяната на времето на деня.


Свикнали сме с ярко синьо в хубав слънчев ден и с факта, че през есента небето става мъгливо сиво, губейки ярките си цветове. Но ако попитате модерен човек защо се случва това, тогава по-голямата част от нас, веднъж въоръжени с училищни познания по физика, едва ли ще могат да отговорят на този прост въпрос. Междувременно в обяснението няма нищо сложно.

Какво е цвят?

От училищния курс по физика трябва да знаем, че разликите в цветовото възприятие на обектите зависят от дължината на вълната на светлината. Нашето око може да различи само доста тесен диапазон на вълново излъчване, като синьото е най-късото, а червеното е най-дългото. Между тези два основни цвята се намира цялата ни палитра от цветово възприятие, изразено чрез вълново излъчване в различни диапазони.

Белият слънчев лъч всъщност се състои от вълни от всички цветови гами, което е лесно да се провери, като се премине през стъклена призма - вероятно си спомняте това училище. За да запомните последователността на променящите се дължини на вълните, т.е. последователността на цветовете в спектъра на дневната светлина, измисли забавна фраза за ловец, която всеки от нас научи в училище: Всеки ловец иска да знае и т.н.


Тъй като вълните на червената светлина са най-дълги, те са най-малко податливи на разсейване по време на предаване. Ето защо, когато трябва визуално да подчертаете обект, те използват предимно червен цвят, който е ясно видим отдалеч при всяко време.

Следователно стоп сигналът или друга предупредителна светлина е червена, а не зелена или синя.

Защо небето става червено при залез слънце?

Вечерните часове преди залез слънце слънчевите лъчи падат върху повърхността на земята под ъгъл, а не директно. Те трябва да преодолеят много по-дебел слой от атмосферата, отколкото през деня, когато земната повърхност е осветена от преките слънчеви лъчи.

По това време атмосферата действа като цветен филтър, който разпръсква лъчите от почти целия видим диапазон, с изключение на червените, които са най-дълги и следователно най-устойчиви на смущения. Всички останали светлинни вълни или се разсейват, или се абсорбират от водни пари и прахови частици, присъстващи в атмосферата.

Колкото по-ниско пада слънцето спрямо хоризонта, толкова по-дебел е слоят на атмосферата, който светлинните лъчи трябва да преодолеят. Поради това цветът им все повече се измества към червената част на спектъра. С това явление е свързана народен знак, който казва, че червеният залез предвещава силен вятър на следващия ден.


Вятърът възниква във високите слоеве на атмосферата и на голямо разстояние от наблюдателя. Наклонените слънчеви лъчи подчертават очертаната зона на атмосферна радиация, в която има много повече прах и пари, отколкото в спокойна атмосфера. Ето защо, преди ветровит ден, виждаме особено червен, ярък залез.

Защо небето е синьо през деня?

Разликите в дължината на светлинните вълни също обясняват чистото синьо на дневното небе. Когато слънчевите лъчи падат директно върху повърхността на земята, слоят на атмосферата, който преодоляват, има най-малка дебелина.

Разсейването на светлинните вълни се получава, когато те се сблъскват с газови молекули, които изграждат въздуха, и в тази ситуация късовълновият светлинен обхват е най-стабилен, т.е. сини и лилави светлинни вълни. В хубав безветрен ден небето придобива невероятна дълбочина и синева. Но защо тогава виждаме синьо, а не лилаво небе?

Факт е, че клетките на човешкото око, които са отговорни за цветовото възприятие, възприемат синьото много по-добре от лилавото. И все пак лилавото е твърде близо до ръба на обхвата на възприятието.

Ето защо виждаме небето като ярко синьо, ако в атмосферата няма разсейващи компоненти, с изключение на въздушните молекули. Когато в атмосферата се появи достатъчно голямо количество прах - например в горещо лято в град - небето сякаш избледнява, губейки ярко синьото си.

Сиво небе от лошо време

Сега е ясно защо есенното лошо време и зимната киша правят небето безнадеждно сиво. Голямо количество водна пара в атмосферата води до разпръскване на всички компоненти на белия светлинен лъч без изключение. Светлинните лъчи се раздробяват в най-малките капчици и водни молекули, губят посоката си и се смесват в целия диапазон на спектъра.


Следователно светлинните лъчи достигат до повърхността, сякаш преминават през гигантски дифузьор. Ние възприемаме това явление като сиво-бял цвят на небето. Веднага след като влагата се отстрани от атмосферата, небето отново става ярко синьо.

>> Защо небето е синьо

За децата ще бъде интересно да знаят защо небето е синьосъс снимка: Земна атмосфера, влияние на състава, движение на светлината по вълна, отражение, поглъщане и разсейване.

Нека да поговорим защо небето е синьо на език, достъпен за децата. Тази информация ще бъде полезна за децата и техните родители.

Кога децапогледнете небето, те виждат безкрайно синьо. Мнозина дори прекарват цял ​​ден на тревата, наблюдавайки облаците и цвета на небето. Време е обясни на децатаЗащо небето е все още синьо?

Да се ​​даде пълна обяснение за деца, родителитрябва да разгледа причините, които могат да доведат до подобно явление. Но може да е трудно. В училищечували сте за съществуването на атмосфера. Това е смес от молекули (различни газове), обграждащи планетата. В зависимост от местоположението на вашата страна и град може да има повече вода в атмосферата (близо до океана) или прах (ако наблизо има вулкан или пустиня).

по-далече за най-малкитенеобходимо обясниконцепция за светлинни вълни. Светлината е енергия, предавана на вълни. Всеки тип определя своя собствена вълна, осцилираща в магнитни и енергийни полета. Светлината е разделена на много видове, които могат да имат по-дълга (или по-къса) дължина. децатрябва да помним, че светлината е включена в голяма група - "електромагнитни полета". Видимото (което наблюдаваме със собствените си очи) е част от него. Състои се от цял ​​поток от цветове, а именно целият спектър на дъгата: червено, оранжево, жълто, зелено, синьо, индиго и виолетово.

Светлината се движи по права линия, която се нарича "скорост на светлината". Той пътува, докато не срещне препятствие под формата на прашинка или капка вода. Тогава всичко зависи от размера на дължината на вълната и обекта. Прахът и водата са по-дълги от дължината на вълната, така че светлината отскача - "отражение". Тя се разпространява в различни посоки, но остава бяла, защото продължава да съдържа целия спектър на дъгата. Но молекулите на газа са по-малки. Следователно е необходимо обясни на децатаче този сблъсък води до различни резултати.

В този случай светлината не се отразява, а се абсорбира от молекулата. След това се запълва и започва да излъчва част от цвета. Въпреки че сега все още съдържа целия спектър, той подчертава специфичен. Високата честота (синьо) се абсорбира по-бързо от ниската честота (червена). Този научен процес е открит и описан през 1870-те от английския физик лорд Джон Рейли. Ето защо явлението е наречено „разсейване на Релей“.

Това е причината да се възхищаваме на синьото небе. Когато светлината се движи във въздуха, червената или жълтата част не участват. Но синьото се абсорбира и отразява. Това е особено забележимо, когато погледнете хоризонта от разстояние. След това синият цвят изглежда по-светъл. Сега знаете какъв цвят е небето и как изглежда.

Със сигурност всеки човек поне веднъж се замисля защо небето е синьо, а не зелено или, например, оранжево. Изглежда толкова прост въпрос! Но как да намерим отговора на него? Как да обясним на децата защо небето е синьо? Нека го разберем! В крайна сметка физиците отдавна ни предлагат няколко версии. Забележително е, че научните спорове по тази тема все още продължават. Така че всеки от нас може да интерпретира отговора по свой собствен начин.

Защо небето е синьо - най-популярните отговори

Така че защо небето е синьо или поне изглежда така? За да дадете правилния отговор на този привидно прост въпрос за децата, трябва да се потопите в света на физиката. Тогава това явление ще бъде съвсем разбираемо. В крайна сметка, дори в училище, в уроците по естествена история, на учениците беше казано защо виждаме небето синьо. Целият въпрос е, че по този начин слънчевата светлина и озоновият слой взаимодействат един с друг. Не всичко обаче е толкова ясно, колкото изглежда на пръв поглед. Има няколко теории, обясняващи механизма на това взаимодействие. Нека ги опознаем!

Теория №1

Най-простата и разбираема теория, която ви позволява да обясните защо небето е синьо и помага да се даде отговор на децата, се отнася до много прост феномен. Въпросът е, че въздухът разпръсква светлина в различни спектри. Резултатът е синьо сияние, а къса светлинна вълна прави това разсейване по-интензивно.

Забележка! Между другото, именно този факт може да обясни факта, че при залез цветът на небето става различен. Просто ъгълът на падане на слънчевите лъчи се променя.

Говорейки с прости думи и давайки кратък отговор, тогава основната причина за синьото на небето е дисперсията, тоест разлагането на светлината в спектри. Колкото по-високо е слънцето над хоризонта, толкова по-синьо изглежда небето.

Теория №2

Друга теория, която обяснява защо небето е синьо е, че това явление се дължи на разпръскването на различни частици в атмосферата. Тук говорим за механичен прах, обикновена пара, цветен прашец и други малки включвания. Всички заедно работят като дисперсионна среда. Поради това взаимодействие нашето око улавя само синкав цвят.

Забележка! Тази теория е отхвърлена от много учени. Проблемът е, че не обяснява промяната в цвета на небето през зимата или в северните райони.

Теория №3

Ако не знаете как да обясните на тригодишно дете защо небето е синьо, тогава се запознайте с тази теория. Някои учени проведоха проучване и стигнаха до заключението, че светлинният поток е бял, тоест това е сборът от всички спектри, които могат да бъдат разложени на други цветове (дъга). Той преминава през атмосферата, която се състои от различни частици. Когато слънчев лъч преминава през атмосферата, частиците стават активни и отделят свои собствени (т.е. допълнителни) лъчи. В резултат на това светлината на слънцето става синя. Има един вид естествена луминесценция.

В момента това е третата теория, която повечето учени смятат за най-правилна. Той дава най-изчерпателния отговор на въпроса защо небето ни изглежда синьо. Той разкрива повечето фактори. До момента не са констатирани несъответствия или несъответствия. Въпреки че има редица изследователи, които твърдят, че тази опция не е вярна.

Има милиони въпроси, на които като деца не получаваме отговор, а когато пораснем, просто ни е неудобно да зададем. Едно от тези въпроси без отговор: "защо небето е синьо?"И всичко би било наред и можете да живеете без това знание, но когато детето започне да задава такива трудни въпроси на родителите си, те често се срамуват и започват да сменят темата. Тогава детето расте, без да знае отговора, има свои деца и всичко се повтаря отново. Нека прекъснем този „омагьосан кръг“ и да разберем причините, поради които небето е синьо. Разгледайте проблема от всички възможни гледни точки.

Феноменът на синьото небе от гледна точка на физиката

Нека да преминем направо към въпроса, небето е синьо, защото земната атмосфера разпръсква светлината на слънцето.Всички изследвания, проведени през последните 200-300 години, се свеждат до това. Помислете за няколко аксиоми, които засягат феномена синьо небе:

1. Бялата светлина на слънцето е комбинация от различни цветни потоци. Бял цвят "отделно" не съществува. Както всички знаят, има само 7 цвята (червен, оранжев, жълт, зелен, син, син, лилав), останалите цветове се получават само когато се комбинират. Бял цвят се получава чрез комбиниране на всичките седем цвята. Струва си да се има предвид, че се имат предвид точно цветовете, които можем да различим с окото.
2. Атмосферата не е празна, тя се състои от много газове: азот (78%), кислород (21%), въглероден диоксид, вода в различните й състояния (пара, ледени кристали). Около нас също има много прах, елементи от различни метали. Всички те изкривяват бялата светлина на слънцето.
3. Въздухът, който ни заобикаля и който дишаме, всъщност е непрозрачен. Във всеки случай в големи количества. В крайна сметка не живеем във вакуум.

От тези три факта ще продължим по-нататък.

История

Още през 19-ти век учен на име Джон Тиндал провежда изследвания, които доказват, че виждаме небето синьо заради частиците в атмосферата. В лабораторията си той изкуствено създаде мъгла с прахови частици и насочи към нея ярък бял лъч - цветът на мъглата се промени в синкав. 30 години по-късно, през 1899 г., физикът Рейли опроверга изследванията на своя предшественик и публикува доказателства, че небето е синьо заради молекулите на въздухаи няма прах в него. Това явление се нарича дифузна радиация на небетоМожете да прочетете повече за това в Wikipedia.

Небето изглежда синьо, защото въздухът разпръсква светлината с къса дължина на вълната повече от светлината с дълга вълна. Тъй като синята светлина има по-къса дължина на вълната, в края на видимия спектър тя се разсейва повече в атмосферата, отколкото червената. (Източник: Wikipedia)

Какво е светлина? Светлината е поток от фотони, някои можем да видим с очите си, а други не. Така например виждаме стандартния спектър от цветове, но ултравиолетовият, който също излъчва слънцето, не го прави. Какъв цвят ще видим в крайна сметка зависи от "дължината на вълната" на този поток. Тази дължина на вълната определя какъв цвят ще получите.

Така. Установихме, че слънцето ни изпраща кванти с дължина на вълната, която съответства на бялото, но как се превръща в синьо, когато преминава през атмосферата? Да вземем примера с дъгата. Rainbow - е пряк пример за пречупване на светлината и нейното разделяне на спектър. Можете да създадете своя собствена дъга с помощта на стъклена призма у дома. Разлагането на цвета в спектър се нарича дисперсия.

И така, нашето небе функционира като призма. Повечето бяла светлина променя дължината на вълната си, когато преминава през газови молекули в атмосферата. В резултат на това фотоните, които "напускат" молекулите, имат различен цвят. Този цвят може да бъде или лилав, червен или син и син.

Защо виждаме синьо, а не червено?

Какъв цвят в крайна сметка виждаме, когато светлината пътува от слънцето до земята, зависи от това кои фотони преобладават. Например, когато светлината преминава през атмосферата, броят на квантите на синия цвят е 8 пъти повече от червения, а виолетовия е 16 пъти! Това се дължи на много различната дължина на вълната, така че виолетовото и синьото се разсейват силно, а червеното и жълтото се разсейват много по-лошо. Въз основа на тази теория небето трябва да е лилаво, но не е така. Това се дължи на факта, че лилавото се възприема много по-зле от човешкото око, за разлика от синьото. Защото небето е синьо.

Видео за това защо небето е синьо:

Защо небето е синьо през деня, а залезът е червен

Всичко отново е свързано с дисперсията на цвета. Ъгълът на падане на слънчевата бяла светлина става по-малък и светлината преминава през повече въздушни молекули, дължината на вълната на светлината се увеличава. Това количество е достатъчно, за да се разпръсне до червено.

Отговорът на въпроса защо небето е синьо за децата

Ако едно дете ви зададе въпрос за синьото небе, със сигурност няма да му кажете за дисперсията, спектрите и фотоните. Достатъчно е да цитираме детската книга "100 детски защо" Татяна Яценко:

Обикновено рисуваме слънчевите лъчи в жълто. Но всъщност светлината на слънцето е бяла и се състои от седем цвята. Това са цветовете на дъгата: червено, оранжево, жълто, зелено, синьо, индиго, виолетово. Не всички цветове преминават във въздуха, само синьо, индиго и виолетово. Те оцветяват небето.

Това ще бъде достатъчно. На нашия уебсайт можете да изтеглите и презентация на тема: „Защо небето е синьо“ на линка: Може да ви е от полза в класната стая в училище.