De lo que es el cielo azul. ¿Por qué el cielo es azul? ¿Por qué la puesta de sol es roja? Separación de la atmósfera en las capas dependiendo de su composición molecular.

Probablemente, cada uno al menos una vez en su vida se encontró con esta simple pregunta: ¿Por qué está limpio, azul sin nubes azul o azul? Obviamente, debido al aire, que respiramos, debido a la atmósfera de la Tierra! Probablemente, el aire es "azul" o algo así. Solo parece transparente, y en grandes distancias aviones, montañas, barcos, ya que estaban en una bruma azulada ... Tal razonamiento no elimina la pregunta principal: ¿Por qué el cielo es azul? ¡No pintó la pintura azul aire!

Una respuesta simple y corta es: azul cielo porque las moléculas de aire disipan. color azul Sol mas que rojo.

Dado que el aire disipa el azul, el cielo parece azul, y el sol en sí es amarillo. Además, al atardecer, cuando la luz del sol pasa a través de un gran golpe de la atmósfera, vemos sol rojo Y Zarya pintada en colores amarillos. Todo esto es posible solo porque la luz azul disipa la atmósfera en el camino a nosotros.

¿Pero de cómo vendría la luz azul? Comencemos con el hecho de que la luz blanca del sol es una mezcla de todos los colores del arco iris, de púrpura a rojo. Pare, dices, sol luz solar? Sí, . Segundo momento: estamos hablando de svetle, no sobre color. Si pinturas mixtas colores diferentesEntonces, por supuesto, tenemos algo casi negro.

El color de la luz no es el color de ningún objeto. Si mezclas la luz roja, amarilla, naranja, verde, azul, azul y púrpura de igual a la cantidad, obtendremos luz blanca. Fue el primero en demostrar este Isaac Newton, utilizando un prisma para separar diferentes colores y la formación del espectro.

Los científicos descubrieron que la luz multicolor es la luz de diferentes longitudes de onda. La parte visible del espectro varía de la luz roja con una longitud de onda de aproximadamente 720 nm a violeta con una longitud de onda de aproximadamente 380 nm, entre los cuales son naranja, amarillo, verde, azul y azul. Tres tipos diferentes de receptores de color en la retina del ojo humano se reaccionan con la mayoría de las longitudes de onda rojas, verdes y azules, en la cantidad que nos da toda la variedad de pinturas.

Sí, ¿así que hay un físico que habla de por qué el cielo es azul?

Efecto tyndal

Los primeros pasos para la explicación correcta del color del cielo lo hizo. John Tyndal En 1859. Descubrió un efecto curioso: si salta la luz a través de un líquido transparente en el que pesaban pequeñas partículas, entonces la luz azul se dispersará con estas partes más fuertes que la luz roja.

Esto se puede demostrar fácilmente. Tome un vaso con agua y revuelva unas gotas de leche, una pequeña harina o jabón, de modo que el agua en el vidrio se vuelva fangosa. Luego salta la linterna a través del vaso. Verás que la luz dentro del cristal se ha convertido. azulado. ¡Más bien, la luz era la luz que se metió en tus ojos de un vaso, es decir, fue rechazada y dispersada en la solución!

Pero lo más interesante es que luz en la salida del vidrio, perdiendo algunos de sus componentes azules, ¡no será blanco, sino amarillento! Si toma una capacidad bastante amplia, entonces la luz, disipada repetidamente en la carretera, finalmente perderá el componente azul y estará fuera del tanque ya no amarillo, sino rojo.

El efecto de la Tyonda se refiere a la dispersión de la luz en líquidos fangosos. Las partículas en tal fluido deben tener una estructura de superficie especial: surcos, rejillas, poros, ángulos cuyo tamaño es comparable a una longitud de onda ligera.

Gracias al efecto Tyndal, hay hermosos zafirínicos azules. Estos pequeños, como si estuvieran brillando desde el interior, los animales a veces se vuelven completamente invisibles para el observador (la dispersión de la luz entra en la región ultravioleta) ...

¡El efecto Tyndal es responsable de ambos ojos azules en personas!

Sí, y los ojos azules crean en todo el pigmento azul, simplemente no está allí, pero melaninaQue disipa la luz en consecuencia!

Unos años más tarde, el efecto Tyndal fue estudiado en detalle por Lord Raelem. Desde entonces, la dispersión de la luz en partículas muy pequeñas se ha conocido. la dispersión de Rayleigh. Riley mostró que la cantidad de luz dispersada es inversamente proporcional al cuarto grado de longitud de onda para partículas suficientemente pequeñas. Sigue que la luz azul de tales partículas se dispersa más que en rojo, aproximadamente 10 veces: (700 nm / 400 nm) 4 \u003d 10

Polvo o molécula?

Todo esto está bien, pero nuestro cielo está lleno de aire, no un líquido, y en el cielo no nadetes de jabón o leche ... ¿Qué tipo de partículas difunden la luz en el aire? El tyndle y Ralea creían que el color azul del cielo debería deberse a pequeñas partículas de polvo y gotas de vapor de agua, que ponderadas en la atmósfera exactamente como partículas de leche que pesan en agua.

Esta es una opinión errónea, aunque hoy en día algunas personas dicen que el color del cielo está determinado por el ferry y el polvo. Si fuera así, el color del cielo cambiaría mucho más dependiendo de la humedad o la niebla, que realmente cambia. Por lo tanto, los científicos sugirieron (¡correctamente!) Que, para explicar la dispersión, hay suficientes moléculas de oxígeno y nitrógeno. ¡Es el aire en sí, o más bien, sus moléculas disipan la luz!

Cielo azul y nubes en él. El aire disipa la luz de acuerdo con la dispersión de Ralea, y las partículas más grandes de nubes de acuerdo con la dispersión. Foto: Andrei Azanfirei / Flickr.com

La pregunta finalmente fue resuelta por Albert Einstein en 1911, que calculó la fórmula detallada para la dispersión de la luz, dependiendo de las moléculas y los experimentos adicionales, confirmó brillantemente sus cálculos. ¡Dicen que Einstein incluso pudo usar sus cálculos como una auditoría adicional del número de Nogadro!

¿Por qué es el cielo azul, no púrpura?

Por cierto, si la luz azul se disipa 10 veces más que en rojo, ¡entonces incluso las ondas púrpuras más cortas deben dispersarse más que azul! Surge la pregunta: ¿Por qué el cielo no se parece a violeta?

Primero, el espectro de la radiación de la luz del sol no es lo mismo en todas las longitudes de onda: la máxima energía en el Sun Spectrum cae sobre la luz verde. En segundo lugar, la luz púrpura de Morthind se absorbe activamente en las capas superiores de la atmósfera (¡así como el ultravioleta!), Por lo tanto, alcanza menos púrpura en la superficie de la tierra que azul.

Finalmente, la tercera razón son nuestros ojos. menos sensible a la luz violeta que a azul..

Curvas de sensibilidad para tres tipos de columos en el ojo humano.

Tenemos tres tipos de receptores de color, o colodos, en la retina. Se llaman rojo, azul y verde, porque son más reaccionando a la luz en estas longitudes de onda. Pero, de hecho, son capaces de capturar y encender otras longitudes de onda, superpuestas todo el espectro.

Cuando miramos al cielo, las columnas rojas reaccionan a una pequeña cantidad de luz roja dispersada, pero también menos fuertemente, en longitudes de onda anaranjadas y amarillas. Las columnas verdes reaccionan a las olas verdes y verdes amarillas y verdes y azules dispersas. Finalmente, las columnas azules son estimuladas por los colores de las longitudes de onda azules, que están muy dispersas. Si no hubiera azul y púrpura en el espectro, el cielo parecería azul con un ligero tinte verdoso. Pero las ondas más fuertemente dispersantes de colores azules y púrpuras estimulan ligeramente y las columnas rojas, por lo que estos colores parecen azules con el tinte rojo agregado. El efecto general es que cuando miramos el cielo, las columnas rojas y verdes se estimulan aproximadamente por igual.Y el azul se estimula más fuerte. Esta combinación al final y forma un cielo azul o azul.

Hermosas puestas de sol

¿Qué puede ser más hermoso que el sol tranquilo en la orilla del mar o en la estepa? Cuando el aire está limpio y transparente, la puesta de sol será amarilla, al igual que un rayo de linterna, cruzó un vaso con una solución de jabón: parte de la luz azul disipar y el color general del sol cambiará al extremo rojo del espectro.

La puesta del sol puede ser extremadamente variada en esquemas de color dependiendo del estado de la atmósfera. Foto: Alex Derr

Otra cosa, si el aire está contaminado con pequeñas partículas - Garoy, polvo, podría. En este caso, la puesta de sol será naranja e incluso roja. Las puestas de sol sobre el mar también pueden ser naranjas debido a partículas de sal suspendidas en el aire, lo que puede crear un efecto tyndal. El cielo alrededor del sol es ruborizado visible, así como la luz que va directamente del sol. Esto se debe al hecho de que toda la luz se disipa relativamente bien bajo ángulos pequeños, pero luego es más probable que la luz azul se disipe dos veces y más a largas distancias, dejando amarillo, rojo y naranja.

Nubes, luna azul y mejilla azul.

Las nubes y la bruma del polvo parecen blancas, porque consisten en partículas, grandes longitudes de onda de la luz. Tales partículas igualmente dispersarán todas las longitudes de onda (MI dispersión).

Pero a veces puede haber partículas de tamaños mucho más pequeños en el aire. Algunas zonas de montaña son famosas por su bruma azul. Los aerosoles terpenos de la vegetación se hacen reaccionar con ozono en la atmósfera, formando partículas pequeñas con un diámetro de aproximadamente 200 nm, lo que disipa perfectamente la luz azul.

Blue Haze sobre la bahía en Montenegro. Foto: Rocher / Flickr.com

El fuego forestal o la erupción volcánica a veces pueden rellenar la atmósfera con pequeñas partículas con un diámetro de 500-800 nm, que es un tamaño adecuado para dispersar la luz roja. Esto da lo contrario del efecto habitual de Thyndal y puede llevar al hecho de que la Luna adquirirá un tinte azul, ya que la luz roja de la luna se difunde por estas partículas. Regalo luna azul - ¡Fenómeno muy raro!

¿Por qué es el cielo rojo de Marte?

Así que llegamos a Marte, el cielo en el que, a juzgar por las imágenes de enjuague y dispositivos de descenso automáticos, luego rojo, luego el amarillo arenoso, luego un azul grisáceo ... ¿Qué es realmente?

Según la física, el cielo marciano debe ser azul. Esto soy yo. hay azulPero solo cuando la atmósfera en el planeta rojo está en calma. Sin embargo, en Marte, como saben, el viento a menudo sopla. A pesar de que la atmósfera del planeta está extremadamente cortada, el viento puede elevar millones de toneladas de arena y polvo para organizar tormentas de arena reales. ¡Algunas tormentas son capaces de ocultar casi toda la superficie de Marte!

Después de tales tormentas en el aire, todavía hay partículas suspendidas con polvo rico con polvo rico. El color de este polvo es rojo (esto es óxido), respectivamente, y el cielo en Marte está pintado en color amarillento-naranja.

Nebulosa reflectante

Finalmente, mira hacia el espacio, donde ahora las estrellas nacen ahora.

El complejo de las nebulosas ro zmeyenosz. Foto: Jim Misti / Steve Mazlin / Robert Gendler

Aquí hay un complejo completo de nubes de vocabulario de gas cósmico, ubicado en la frontera de las constelaciones de Zmeyeno y Escorpio. Tenga en cuenta: Parte de las nubes es brillante con un brillo rojizo, la otra parte, por el contrario, absorbe la luz y se parece a las fallas negras. Finalmente, la tercera parte tiene un color azulado.

Los tres tipos de nubes consisten principalmente en hidrógeno con una pequeña impureza de polvo y moléculas. ¿Por qué se ven diferentes? Se trata de su temperatura. Calentado por la luz de las estrellas sumergidas en ellas, las nubes comienzan a brillar a sí mismas. Resplandor rojo - radiación de hidrógeno. Nubes muy frías, por el contrario, absorben la luz y, por lo tanto, opacas para nosotros. Finalmente, frío, pero no está lejos de estrellas brillantes Las nubes se ven azules. Ellos son ¡Refleja la luz de las estrellas, disipándola, así como la atmósfera de la Tierra!

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Uno de características distintivas El hombre es curiosidad. Probablemente, todos, siendo un niño, miraron al cielo y se preguntaron: "¿Por qué es el cielo azul?". Como resulta, las respuestas a tal, parece preguntas simples Requieren una base de conocimiento en el campo de la física, y por lo tanto, no todos los padres podrán explicar correctamente al niño la razón del fenómeno especificado.

Considere este problema desde un punto de vista científico.

El rango de la longitud de onda de la radiación electromagnética cubre casi todo el espectro de radiación electromagnética, que incluye la radiación visible a los humanos. La imagen de abajo muestra la dependencia de la intensidad de la radiación del sol desde la longitud de onda de esta radiación.

Analizando esta imagen, se puede observar el hecho de que la radiación visible también está representada por intensidad desigual para la radiación de varias longitudes de onda. Como una contribución relativamente pequeña a la radiación visible, da púrpura, y los colores más grandes y azules.

¿Por qué el cielo es azul?

En primer lugar, nos empujamos el hecho de que el aire es un gas incoloro y no debe emitir luz azul. Obviamente, nuestra estrella es la causa de tal radiación.

Como saben, la luz blanca es en realidad una combinación de radiación de todos los colores del espectro visible. Con la ayuda del prisma, puede descomponer explícitamente la luz en toda la gama de colores. Un efecto similar ocurre en el cielo después de la lluvia y forma un arco iris. Cuando la luz del sol entra en la atmósfera de la Tierra, comienza a disiparse, es decir,. La radiación cambia su dirección. Sin embargo, la peculiaridad de la composición del aire es tal que cuando la luz en ella, la radiación con una longitud de onda corta es más fuerte que la radiación de onda larga. Por lo tanto, teniendo en cuenta el espectro descrito anteriormente, se puede observar que la luz roja y naranja casi no cambiará su trayectoria, pasando por el aire, mientras que la radiación púrpura y azul cambiará notablemente su dirección. Por esta razón, se produce una cierta luz de onda corta "errante" en el aire, que se disipa constantemente en este medio. Como resultado del fenómeno descrito, parece que la radiación de onda corta del espectro visible (púrpura, azul, azul) se emite en cada punto del cielo.

El hecho bien conocido de la percepción de la radiación es que el ojo de la persona puede atrapar, ver, radiación solo si golpea directamente el ojo. Luego, mirando al cielo, es más probable que vea los tonos de esa radiación visible, la longitud de onda de la cual es la más pequeña, ya que es precisamente lo mejor en el aire.

¿Por qué dependiendo del sol no ves claramente rojo? Primero, considerar cuidadosamente el sol a la persona es poco probable que tenga éxito, ya que la radiación intensiva puede dañar el auditorio. En segundo lugar, a pesar de la existencia de un fenómeno de este tipo como la dispersión de la luz en el aire, sin embargo, la mayor parte de la luz emitida por el sol se acerca a la superficie de la tierra sin exponer. Y, por lo tanto, todos los colores del espectro de emisión visible se combinan, formando luz con un color blanco más pronunciado.

Volvamos al aire dispersado, cuyo color, como ya hemos sido determinados, debe tener la longitud de onda más pequeña. De la radiación visible, la longitud de onda más pequeña tiene púrpura, seguida de azul, y algo más larga que la ola tiene azul. Teniendo en cuenta la intensidad desigual de la radiación del sol, queda claro que la contribución del color púrpura es escasa. Por lo tanto, la mayor contribución a la radiación dispersa es de color azul, y al lado - azul.

¿Por qué la puesta de sol es roja?

En el caso, cuando el sol se esconde detrás del horizonte, podemos observar que la radiación de onda más larga del color rojo-naranja. En este caso, la luz del sol debe pasar notablemente. distancia más larga En la atmósfera de la tierra, antes de llegar al ojo del observador. En un lugar donde la radiación del sol comienza a interactuar con la atmósfera, los más pronunciados son azules y azules. Sin embargo, con una distancia, la radiación de onda corta pierde su intensidad, ya que se disuelve significativamente en el camino. Mientras que la radiación de onda larga se enfría perfectamente a la superación de las distancias tan grandes. Es por eso que el sol es rojo al atardecer.

Como se mencionó anteriormente, al menos la radiación de onda larga y se disipa ligeramente en el aire, aún tiene lugar la dispersión. Por lo tanto, estar en el horizonte, el sol irradia la luz, de la cual solo la radiación de los tonos rojo-naranja llega al observador, lo que un poco de tiempo se dispersa en la atmósfera, formando la luz "errante" mencionada anteriormente. Este último y pinta el cielo en los tonos motleos de rojo y naranja.

¿Por qué las nubes blancas?

Hablando de las nubes, se sabe que consisten en gotitas microscópicas del fluido, que disipan la luz visible es casi uniformemente, independientemente de la longitud de onda de radiación. Luego, la luz dispersada, dirigida en todas las direcciones desde la gota, se disipa nuevamente en otras gotitas. En este caso, se conserva una combinación de radiación de todas las longitudes de onda, y las nubes "Luz" (reflejadas) con blanco.

Si el clima está nublado, entonces radiación solar Se trata de la superficie de la tierra en cantidad menor. En el caso de nubes grandes, o gran cantidad, se absorbe alguna parte de la luz solar, porque el cielo llena y toma color gris.

Mirando el cielo en el día de la vivienda, desde la infancia, me acostumo a su día de color azul y alma al atardecer y al amanecer. El cielo azul es tan habitante para nuestros ojos, que a menudo ni siquiera surge preguntas, por qué el cielo es azul, y no, por ejemplo, verde o amarillo. Y, de hecho, ¿por qué el cielo es azul, si la principal fuente de luz para la tierra es el sol, que brilla la luz amarilla? (Simplemente no se apresure a verificar qué color, sin protección para los ojos).

¿De qué color es el sol en realidad?

Resulta que la luz que viene del sol tiene diferentes colores. De hecho, el sol brilla tanto azul, verde y amarillo, y luz roja. Fue abiertamente en el siglo XVII Newton. Vemos el Sun Amarillo, porque es el que más se emite con entusiasmo exactamente el color amarillo, y solo podemos ver los colores restantes con la ayuda de equipos especiales. La luz amarilla es tan intensa que una persona no puede distinguir otros colores en su fondo. Es como tratar de notar una pequeña linterna verde o azul contra el fondo de un enfoque amarillo enorme.

¿Cómo cae la luz sobre la superficie de la tierra?

Imagina los rayos de todos los colores del arco iris que viene del sol hasta el suelo. En el vacío cósmico, entre el sol y la tierra, los rayos del sol vuelan en la misma dirección y a la misma velocidad. Pero todo cambia cuando la luz del sol llega a la atmósfera de la Tierra. Los rayos del sol enfrentan moléculas de aire (que consisten principalmente en oxígeno y nitrógeno) y cambian su dirección, disiparse. Veamos el proceso de dispersión de la luz. Aquí hay una pequeña "pieza" de la luz solar - Photon, vuela a la atmósfera de la Tierra; E inmediatamente en su camino resulta cierta molécula de aire. El fotón "duele" esta molécula, y se desvía ligeramente del camino inicial. El vuelo sigue siendo un poco un poco, el fotón volverá a chocar con la molécula de aire y nuevamente cambiará la dirección. Si bien un "viajero" alcanzará nuestro ojo, tendrá tiempo para enfrentar miles de millones de moléculas y aproximadamente al mismo tiempo para cambiar la dirección del movimiento. Luz que pasa por la atmósfera de la Tierra, tanto cambia su dirección a los que los fotones comienzan a moverse en todas las direcciones, incluso hacia el sol. Es por eso que el día del cielo es brillante incluso con el lado opuesto al sol.

¿Por qué el cielo es azul?

Resulta que el color del mundo afecta la capacidad de "piezas de luz" individuales para cambiar su dirección después de una colisión con moléculas de aire. El azul claro, más peor, cambia la dirección de su movimiento durante la dispersión en la atmósfera. Esto significa que la luz azul disipa lo mejor de todo, y el turquesa ya es un poco peor. La luz verde y amarilla cambia su dirección peor turquesa. Bueno, menos que justo cuando pasa la atmósfera, su dirección cambia la luz roja. Se disipa alrededor de 10 veces peor que el azul. Por lo tanto, resulta que la luz azul proviene del sol se disipa en todo el cielo, y nos parece que el cielo se vuelve azul. Si la naturaleza se organizó de una manera diferente, y, por ejemplo, la luz verde sería mejor, entonces nuestro cielo sería un color verde.

¿Por qué el cielo se vuelve rojo al atardecer y al amanecer?

Cuando el sol se sienta o se vuelve hacia abajo, entonces la luz del sol tiene que pasar por una capa de aire más gruesa antes de entrar en nuestros ojos. Esto significa que los fotones que caen en el suelo al atardecer o el amanecer experimentarán mucho más choques con moléculas de aire que las que caen a la tierra durante el día. El mayor número de colisiones conduce al hecho de que incluso la luz roja comienza a disiparse, por lo que el cielo al lado del sol al atardecer o el amanecer se vuelve escarlata.

Konstantin Kudinov

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Todos estamos acostumbrados a que el color del cielo sea una característica no permanente. Niebla, nubes, hora del día: todo afecta el color de la cúpula sobre la cabeza. Un cambio diario de su cambio no ocupa la mente de la mayoría de los adultos, lo que no se puede decir sobre los niños. Están constantemente interesados \u200b\u200ben por qué el cielo es azul desde el punto de vista de la física o que pinta la puesta de sol en rojo. Intentaremos averiguar estos no los asuntos más fáciles.

Cambiable

Comenzando los soportes con una respuesta a la pregunta que, de hecho, el cielo es. EN mundo antiguo Fue realmente como una cúpula que cubre la tierra. Hoy, sin embargo, es poco probable que alguien no sepa que lo que un investigador curioso habría aumentado sin altura, no pudo lograr esta cúpula. El cielo no es una cosa, sino, más bien, un panorama que se abre al mirar desde la superficie del planeta, algo de visibilidad tejida de la luz. Y si observa desde diferentes puntos, puede parecer diferente. Entonces, desde las nubes que se elevan arriba, abre un aspecto completamente diferente que desde el suelo en este momento.

El cielo despejado es azul, pero es necesario tomar las nubes, y se vuelve gris, plomo o blanco sucio. El cielo nocturno es negro, a veces puedes ver las secciones rojizas. Esta es la línea de iluminación artificial de la ciudad. La razón de todos estos cambios es la luz y su interacción con el aire y las partículas de varias sustancias en ella.

Color de la naturaleza

Para responder la pregunta de por qué el cielo es azul en términos de física, debe recordar qué es el color. Esta es una ola de cierta longitud. La luz que viene del sol hasta el suelo parece blanca. Más de los experimentos de Newton se sabe que es un montón de siete rayos: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, azul y púrpura. Los colores se distinguen por la longitud de onda. El espectro rojo-naranja incluye las olas más impresionantes en este parámetro. Las partes del espectro se caracterizan por una longitud de onda corta. La descomposición de la luz en el espectro se produce cuando se coloca con moléculas de varias sustancias, mientras que parte de las olas se puede absorber, y la parte está dispersa.

Razones de investigación

Muchos científicos intentaron explicar por qué el cielo es azul, desde el punto de vista de la física. Todos los investigadores intentaron detectar un fenómeno o proceso, que en la atmósfera del planeta disipara la luz de tal manera que, como resultado, solo el azul nos llega. Los primeros candidatos para el papel de tales partículas fueron el agua. Se creía que absorberían la luz roja y saltarían azul, y como resultado vemos el cielo azul del cielo. Sin embargo, los cálculos que siguieron esto, sin embargo, mostraron que la cantidad de ozono, cristales de hielo y moléculas de vapor de agua, que se encuentra en la atmósfera, no es suficiente para darle el cielo azul.

Causa en la contaminación

En la siguiente etapa de la investigación, John Tyndall, se sugirió que el polvo desempeñando el papel de las partículas buscadas. La luz azul tiene la mayor resistencia a la disipación, y por lo tanto puede pasar a través de todas las capas de polvo y otras partículas suspendidas. Tyndle realizó un experimento confirmó su suposición. Creó el modelo de smog en el laboratorio e lo iluminado con luz blanca brillante. Podría comprar un tono azul. El científico hizo una conclusión inequívoca de su estudio: el color del cielo está determinado por las partículas de polvo, es decir, si el aire de la tierra estaba limpio, entonces no hay azules azules, y los cielos blancos brillaban sobre las cabezas de las personas.

Estudiar de señor

El último punto en la pregunta es por qué el cielo es azul (desde el punto de vista de la física), ponga al científico inglés, el Señor D. Ralea. Probó que no era polvo o era capaz de pintar el espacio sobre su cabeza en la sombra familiar para nosotros. El punto está en el aire. Las moléculas de gas absorben mayor y primero de todas las ondas más largas equivalentes al rojo. El azul se disipa. Esto es exactamente lo que se explica qué colore el cielo vemos en el clima claro.

Aviso atento que al seguir la lógica de los científicos, la cúpula sobre su cabeza debe ser púrpura, ya que es este color que la longitud de onda más corta en el rango visible. Sin embargo, esto no es un error: la proporción de púrpura en el espectro es significativamente menor que azul, y los ojos de la persona son más sensibles a los últimos. En esencia, visibles azules, el resultado de mezclar azules con violeta y otras flores.

Puesta de sol y nubes

Todo el mundo sabe que en diferentes momentos del día puedes ver diferentes colores del cielo. Foto de hermosas puestas de sol sobre el mar o el lago, una hermosa ilustración de esto. Todo tipo de tonos de rojo y amarillo junto con azul y azul oscuro hacen un espectáculo similar inolvidable. Y se explica por toda la misma dispersión de la luz. El hecho es que durante el atardecer y el amanecer, los rayos solares tienen que superar una forma mucho mayor a través de la atmósfera que en medio del día. En este caso, la luz de una parte azul-verde del espectro se disipa en diferentes direcciones y las nubes ubicadas en la línea del horizonte se pintan en tonos de rojo.

Cuando las nubes están nubladas, la imagen está cambiando completamente. Incapaz de superar la densa capa, y la mayoría de ellos simplemente no llegan a la tierra. Los rayos, que lograron pasar por las nubes, se encuentran con gotas de agua de lluvia y nubes que están distorsionadas por la luz. Como resultado de todas estas transformaciones, la luz blanca llega a la Tierra, si las nubes son pequeñas y grises, cuando el cielo está cerrado con nubes impresionantes, las partes absorbentes secundarias de los rayos.

Otros cielos

Curiosamente, en otros planetas. Sistema solar Cuando se ve desde la superficie, puede ver el cielo, muy diferente de la Tierra. Sobre el objetos espaciales, privado de la atmósfera, los rayos del sol alcanzan libremente la superficie. Como resultado, el cielo aquí es negro, sin ninguna sombra. Tal imagen se puede ver en la Luna, Mercurio y Plutón.

El cielo marciano tiene un tinte rojo-naranja. La razón de esto se encuentra en el polvo, que es una atmósfera saturada del planeta. Está pintado en diferentes tonos de rojo y naranja. Cuando el sol se eleva por encima del horizonte, el cielo marciano se vuelve rosado, mientras que su parcela, directamente, el disco circundante brillaba, parece azul o incluso violeta.

El cielo sobre el mismo color que en la tierra. Los cielos de aguamarina se extienden sobre el uranio. La razón está en la neblina de metano ubicada en los planetas superiores.

Venus del ojo de los investigadores oculta una densa capa de nubes. No le permite alcanzar la superficie del planeta con los rayos de espectro azul-verde, por lo que el cielo es amarillo-naranja aquí con una franja gris a lo largo del horizonte.

El estudio del espacio del día sobre la cabeza no revela menos milagros que el estudio del cielo estrellado. Comprender los procesos que se producen en las nubes y detrás de ellos ayuda a comprender la causa de las cosas bastante familiares para el pueblo, que, sin embargo, no todos pueden explicar de la marcha.

En un claro día soleado, el cielo sobre nosotros se ve azul brillante. Por la noche, la puesta de sol mancha el cielo en colores rojos, rosados \u200b\u200by naranjas. ¿Por qué el cielo tiene un color azul? ¿Qué hace que el atardecer rojo?

Para responder a estas preguntas, necesita saber qué luz y qué es la atmósfera de la Tierra.

Atmósfera

El ambiente es una mezcla de gases y otras partículas que rodean la tierra. Básicamente, la atmósfera consiste en nitrógeno gaseoso (78%) y oxígeno (21%). El argón de gas y el agua (en forma de vapor, gotas y cristales de hielo) son los siguientes en la prevalencia en la atmósfera, su concentración no supera el 0,93% y el 0,001%, respectivamente. En la atmósfera de la tierra en pequeñas cantidades, hay otros gases, así como las partículas más pequeñas de polvo, hollín, ceniza, polen y sal, que caen en la atmósfera de los océanos.

La composición de la atmósfera varía en pequeños límites, dependiendo del lugar, desde el clima, etc. La concentración de agua en la atmósfera aumenta durante las tormentas de tormenta, así como cerca del océano. Los volcanes son capaces de tirar una gran cantidad de ceniza alta en la atmósfera. La contaminación tecnológica también puede agregar varios gases o polvo y polvo a la composición habitual de la atmósfera.

La densidad de la atmósfera a baja altura en la superficie de la tierra es la mayor, con un aumento en la altura, disminuye suavemente. No hay borde vívidamente pronunciado entre la atmósfera y el espacio.

Ondas de luz

La luz es un tipo de energía, cuya transferencia se lleva a cabo con la ayuda de las olas. Además, con la ayuda de ondas, se realizan otros tipos de energías, por ejemplo, onda de sonido Son las fluctuaciones del aire. La onda de luz es oscilaciones de campos eléctricos y magnéticos, este rango se llama un espectro electromagnético.

Las ondas electromagnéticas se propagan a través del espacio sin aire a una velocidad de 299.792 km / s. La velocidad de propagación de estas ondas se llama velocidad de la luz.

La energía de radiación depende de la longitud de onda y de su frecuencia. La longitud de onda es la distancia entre los dos vértices (o depresiones) más cercanos de las olas. La frecuencia de la onda es el número de oscilaciones de ondas por segundo. Cuanto más largo sea la onda, menor será su frecuencia, y menos energía que lleva.

Los colores de la luz visible.

La luz visible es parte de un espectro electromagnético que puede ser visto por nuestros ojos. La luz emitida por el sol o la lámpara incandescente puede tener el color blancoPero, de hecho, es una mezcla de diferentes colores. Puedes ver los diversos colores del espectro visible de la luz, descomponerlo a los componentes con la ayuda del prisma. Este espectro también se puede observar en el cielo en forma de arco iris que surge de la refracción de la luz del sol en las gotitas de agua que actúan como un prisma gigantesco.

El color del espectro se mezcla, pasa continuamente uno a otro. En un extremo, el espectro tiene colores rojos o naranjas. Estos colores se mueven suavemente hacia el amarillo, el verde, el azul, el índigo y colores púrpuras. Los colores tienen diferentes longitudes de onda, diferentes frecuencias y varían en energías.

Extendiendo la luz en el aire

La luz se aplica a través del espacio en una línea recta hasta que no haya obstáculos en su camino. En la entrada de la onda de luz en la atmósfera, la luz continúa extendiéndose directamente hasta que la molécula de polvo o gas resulta en su camino. En este caso, lo que sucederá a la luz dependerá de su longitud de onda y su tamaño de partícula, que resultó estar en su camino.

Las partículas de polvo y las gotas de agua son mucho más grandes que la longitud de onda de la luz visible. La luz se refleja en varias direcciones en colisiones con estas grandes partículas. Los diversos colores de la luz visible están igualmente reflejados por estas partículas. La luz reflejada parece blanca, ya que todavía contiene los mismos colores que estaban en ella antes de la reflexión.

Las moléculas de gas tienen dimensiones más pequeñas que la longitud de onda de la luz visible. Si la onda de luz se enfrenta, entonces el resultado de la colisión puede ser diferente. Cuando la luz se enfrenta a una molécula de gas, la parte se absorbe. Un poco más tarde, la molécula comienza a irradiar la luz en varias direcciones. El color de la luz emisora \u200b\u200bes del mismo color que se absorbió. Pero los colores de diferentes longitudes de onda se absorben de diferentes maneras. Cualquier color puede ser absorbido, pero las frecuencias más altas (color azul) se absorben mucho más fuertes que las bajas frecuencias (rojo). Este proceso se llama Rayleigh Scattering, se nombra en honor a la física británica de John Rayleigh, que abrió este fenómeno de dispersión en la década de 1870.

¿Por qué Sky Blue?

El cielo tiene un color azul debido a la dispersión de Rayleigh. A medida que la luz se mueve a través de la atmósfera, la mayoría. ondas largas El espectro óptico pasa sin cambios. Solo una ligera pieza de colores rojos, naranjas y amarillos interactúa con aire.

Sin embargo, muchas ondas más cortas de luz son absorbidas por moléculas de gas. Después de la absorción, el color azul se irradia en todas las direcciones. Se disipa por todas partes en el cielo. En cualquier dirección, parte de esta luz azul difusa llega a un observador. Dado que la luz azul es visible en todas partes sobre la cabeza, el cielo se ve azul.

Si miras en la dirección del horizonte, el cielo tendrá una sombra más grande. Este es el resultado del hecho de que la luz pasa la mayor distancia en la atmósfera al observador. La luz dispersa se dispersa nuevamente con una atmósfera, y menos azul llega al ojo del observador. Por lo tanto, el color del cielo en el horizonte parece más pálido o incluso parece muy blanco.

Cielo negro y sol blanco

De la tierra el sol parece amarillo. Si estuviéramos en el espacio o en la luna, el sol nos parecería a nadie. No hay atmósfera en el espacio que disipara la luz solar. En la Tierra, algunas de las ondas cortas de la luz solar (azul y púrpura) son absorbidas por dispersión. La parte restante del espectro se ve amarillo.

Además, en el cielo espacial se ve oscuro o negro en lugar de azul. Este es el resultado de la ausencia de la atmósfera, por lo tanto, la luz no se disipa.

¿Por qué la puesta de sol es roja?

Cuando el sol conoce la puesta de sol, la luz del sol debe tener una mayor distancia en la atmósfera, para llegar a un observador, respectivamente, la luz más solar se refleja y se disipe por la atmósfera. Dado que la luz menos directa llega al observador, el sol parece menos brillante. El color del sol también parece ser diferente, tiene una gama de colores de naranja a rojo. Esto se debe al hecho de que incluso más colores de onda corta, azul y verde se dispersan. Solo quedan componentes de onda larga del espectro óptico, que alcanza el ojo del observador.

El cielo alrededor del sol en el sol puede pintarse en diferentes colores. El cielo más hermoso sucede cuando el aire contiene muchas pequeñas partículas de polvo o agua. Estas partículas reflejan la luz en todas las direcciones. En este caso, las ondas de luz más cortas se dispersan. El observador ve los rayos de luz de ondas más largas, y por lo tanto el cielo parece rojo, rosa o naranja.

En más detalle sobre la atmósfera.

¿Cuál es la atmósfera?

La atmósfera es una mezcla de gases y otras sustancias que rodean el suelo, en forma de una cáscara fina, en su mayoría transparente. El ambiente se mantiene en el lugar debido a la atracción de la Tierra. Los componentes principales de la atmósfera son nitrógeno (78.09%), oxígeno (20.95%), argón (0,93%) y dióxido de carbono (0,03%). También en la atmósfera, está contenido en pequeñas cantidades de agua (en diferentes lugares, su concentración varía de 0% a 4%), partículas sólidas, gases de neón, helio, metano, hidrógeno, cripto, ozono y xenón. La ciencia, que estudia la atmósfera, se llama meteorología.

La vida en la tierra sería imposible sin la presencia de una atmósfera, que suministra oxígeno necesario para respirarnos. Además, la atmósfera realiza otra función importante: nivela la temperatura en todo el planeta. Si la atmósfera no fue, en algunos lugares, el planeta podría ser un calor de la tripulación, y en otros lugares el frío más fuerte, el rango de temperatura podría variar de -170 ° C a la noche a + 120 ° C. Además, la atmósfera nos protege de la radiación dañina del sol y el espacio, absorbiéndonos y disipándolos.

Desde la cantidad total de la energía del sol, llegando a la tierra, aproximadamente el 30% se refleja en las nubes y la superficie de la tierra de nuevo en el espacio. La atmósfera absorbe alrededor del 19% de la radiación del sol, y solo el 51% es absorbido por la superficie de la tierra.

El aire es de peso, aunque no somos conscientes de esto, y no sienten la presión de la columna de aire. A nivel del mar, esta presión tiene una magnitud de una atmósfera, o un pilar de mercurio de 760 mm (1013 milibar o 101.3 kPa). Con altura creciente presión de la atmósfera Disminuye rápidamente. La presión cae 10 veces con una altura creciente cada 16 km. Esto significa que a una presión de 1 atmósfera en el nivel del mar, a una altitud de 16 km, la presión será de 0.1 ATM, y a una altura de 32 km a 0.01 ATM.

La densidad de la atmósfera en sus capas más bajas es de 1,2 kg / m 3. En cada centímetro cúbico, el aire contiene aproximadamente 2.7 * 10 millones de moléculas. A nivel del suelo, cada molécula se mueve a una velocidad de aproximadamente 1600 km / h, mientras que la frecuencia de la colisión con otras moléculas es de 5 mil millones de veces en un segundo.

La densidad del aire también cae rápidamente con el crecimiento de la altura. A una altitud de 3 km, la densidad del aire disminuye en un 30%. Las personas que viven cerca del nivel del mar cuando se recogen en tal altura, tienen problemas de respiración temporal. La mayor altura en la que viven constantemente las personas están a 4 km.

La estructura de la atmósfera.

La atmósfera consiste en diferentes capas, la separación de estas capas se produce a su temperatura, composición molecular y propiedades eléctricas. Estas capas no tienen fronteras pronunciadas, cambian estacionalmente, y además cambian sus parámetros en diferentes latitudes.

Separación de la atmósfera en las capas dependiendo de su composición molecular.

Homosfera

Menor 100 km, incluyendo la troposfera, estratosfera y mesopausia.
Es el 99% de la masa de la atmósfera.
Las moléculas no están separadas por el peso molecular.
La composición es bastante uniforme, con la excepción de algunas anomalías locales pequeñas. La uniformidad se mantiene mediante la mezcla constante, la turbulencia y la difusión turbulenta.
El agua es uno de los dos componentes distribuidos de manera desigual. Cuando el vapor de agua se eleva, se enfría y se condensa, volviendo al suelo en forma de precipitación: nieve y lluvia. La estratosfera misma es muy seca.
El ozono es otra molécula, cuya distribución es desigual. (Lea sobre el ozono en la estratosfera de abajo.)

Heterosfera

Se extiende por encima de la hosfera, incluye un termosfor y una exfía.
La separación de las moléculas de esta capa se basa en su masas moleculares. Las moléculas más altas, como el nitrógeno y el oxígeno, se concentran en la parte inferior de la capa. Más pulmones, helio e hidrógeno, prevalecen en la parte superior de la heterosfera.

Separación de la atmósfera en las capas dependiendo de sus propiedades eléctricas.

Atmósfera neutral

Por debajo de 100 km.

Ionosfera

Aproximadamente por encima de 100 km.
Contiene partículas cargadas eléctricamente (iones) que surgen al absorber la luz ultravioleta
El grado de ionización varía con una altura.
Varias capas reflejan ondas de radio largas y cortas. Esto permite que las señales de radio se propaguen en línea recta, para comer en exceso de la superficie esférica de la Tierra.
Los radiales polares ocurren en estas capas atmosféricas.
Magnetosfera Es la parte superior de la ionosfera que se extiende alrededor de 70,000 km, esta altura depende de la intensidad del viento solar. La magnetosfera nos protege de las partículas cargadas de las altas energías de viento solar mientras los sostienen en el campo magnético de la tierra.

Separación de la atmósfera en las capas dependiendo de sus temperaturas.

Altura del borde superior tripospierto Depende de las temporadas y la latitud. Ella se extiende ot. superficie del suelo A la altura de unos 16 km del ecuador, y a una altura de 9 km en los polos norte y sur.

Prefijo "tropo" significa cambios. El cambio en los parámetros de la troposfera se produce debido a las condiciones climáticas, por ejemplo, debido al movimiento de los frentes atmosféricos.
Con un aumento de altura, las caídas de temperatura. El aire caliente se eleva, luego se enfría y desciende al suelo. Este proceso se llama convección, se produce en el resultado del movimiento de las masas de aire. Los vientos en esta capa están soplando principalmente verticalmente.
Esta capa contiene más moléculas que todas las demás capas combinadas.

Estratosfera- Se extiende desde aproximadamente una altura de 11 km hasta 50 km.

Tiene una capa de aire muy delgada.
El prefijo "pasión" se refiere a capas o separación en capas.
El fondo de la estratosfera es bastante tranquilo. Los aviones a chorro a menudo vuelan en la parte inferior de la estratosfera para moverse mal tiempo En la troposfera.
En la parte superior de la estratosposición explotó los fuertes vientos, conocidos como flujos de tinta de alto nivel. Soplan horizontalmente con velocidades de hasta 480 km / h.
La estratosfera contiene una "capa de ozono", ubicada a una altura de aproximadamente 12 a 50 km (dependiendo de la latitud). Aunque la concentración de ozono en esta capa es de solo 8 ml / m 3, absorbe de manera muy efectiva los rayos ultravioleta dañinos del sol, protegiendo así la vida en la tierra. La molécula de ozono consiste en tres átomos de oxígeno. Las moléculas de oxígeno que respiramos contienen dos átomos de oxígeno.
La estratosfera es muy fría, su temperatura es de aproximadamente -55 ° C en la parte inferior y aumenta con una altura. El aumento de la temperatura se asocia con la absorción de rayos ultravioleta con oxígeno y ozono.

Mesfera - Se extiende a la altura de unos 100 km.

Con un aumento de la altura, la temperatura está creciendo rápidamente.

Termofero - Se extiende a la altura a unos 400 km.

Con un aumento de altura, la temperatura aumenta rápidamente debido a la absorción de radiación ultravioleta muy corta.
Los meteoros, o "estrellas que caen", comienzan a quemar en altitudes alrededor de 110-130 km por encima del suelo.

Ex trasproza - Extiende cientos de kilómetros para un termosfor, se mueve gradualmente al espacio exterior.

La densidad del aire aquí es tan baja que el uso del concepto de temperatura pierde cualquier significado.
Cuando una colisión entre sí, la molécula a menudo vuelve al espacio.

¿Por qué el color del cielo es azul?

La luz visible es una variedad de energía capaz de moverse a través del espacio. La luz del sol o la lámpara incandescente parece blanca, aunque en realidad es una mezcla de todos los colores. Los colores principales, de los cuales son de color blanco plegado, rojo, naranja, amarillo, verde, azul, azul y púrpura. Estos colores se mueven continuamente uno a otro, por lo que además de los colores principales, todavía hay una gran cantidad de todo tipo de tonos. Todos estos colores y tonos se pueden observar en el cielo en forma de arco iris que surge en el campo de alta humedad.

El aire que llena todo el cielo es una mezcla de las moléculas de gas más pequeñas y pequeñas partículas sólidas, como el polvo.

A medida que la luz del sol pasa por el aire, se apresura a las moléculas y el polvo. Cuando la luz se enfrenta a moléculas de gas, puede ocurrir una reflexión de la luz en diferentes direcciones. Algunos colores, por ejemplo, rojo y naranja, llegan directamente a un observador que pasa directamente por el aire. Pero la mayoría de las luces azules azules severanzas de moléculas de aire en todas las direcciones. De esta manera, la luz azul se dispersa por todo el cielo y parece azul.

Cuando miramos hacia arriba, algo de esta luz azul llega a nuestros ojos de todos los extremos del cielo. Ya que hay un color azul en todas partes sobre tu cabeza, el cielo se ve azul.

No hay aire en el espacio exterior. Dado que no hay obstáculos, a partir de los cuales se puede reflejar la luz, la luz se distribuye directamente. Los rayos de la luz no se disipan, y el "cielo" se ve oscuro y negro.

Experimentos con luz

Primer experimento - descomposición de la luz en el espectro

Para llevar a cabo este experimento, necesitará:

un pequeño espejo, un pedazo de papel blanco o cartón, agua;
tipos de vaqueros pequeños grandes de cubetas o cuencos, o caja de plástico desde debajo de helado;
tiempo soleado y ventanas con vistas al lado soleado.

Cómo realizar un experimento:

Llene una cubeta o un tazón de 2/3 de agua, y colóquela en el piso o sobre la mesa para que la luz del sol recta llegue al agua. La presencia de la luz solar directa es obligatoria para el experimento correcto.
Instale el espejo debajo del agua para que los rayos del sol caiga sobre ella. Mantenga un pedazo de papel sobre el espejo para que los rayos del sol reflejados por el espejo cayeron en papel, si es necesario, ajuste su posición mutua. Mira el espectro de color en papel.

Qué sucede: el agua y el espejo actúan como prisma, descomponen la luz sobre los componentes de color del espectro. Esto se debe a que los rayos de luz, que pasan de un medio (aire) a otro (agua) cambian su velocidad y dirección. Este fenómeno se llama refracción. Los diferentes colores se refractan de diferentes maneras, los rayos púrpuras están interesados \u200b\u200bcada vez más y más cambian su dirección. Los rayos rojos disminuyen la velocidad y cambian su dirección en menor medida. La luz se divide en componentes de color, y podemos ver el espectro.

Segundo experimento - Sky Modeling en Glass Bank

Materiales requeridos para el experimento:

vidrio alto transparente o plástico transparente o frasco de vidrio;
agua, leche, cucharadita, linterna;
una habitación oscura;

Experimentar:

Llene un vaso o un frasco en 2/3 con agua, aproximadamente 300-400 ml.
Agregue de 0.5 a una cuchara de leche, agite la mezcla.
Tomando un vaso y linterna, vaya a la habitación oscura.
Mantenga una linterna sobre un vaso con agua y dirija la luz de la luz en la superficie del agua, mire el vaso del lado. En este caso, el agua tendrá una sombra azulada. Ahora envíe una linterna en el vaso en el lado, y mire el rayo de la luz en el otro lado del vaso, de modo que la luz pase por el agua. Al mismo tiempo, el agua aparecerá un tono rojizo. Coloque la linterna debajo del vidrio y dirija el rayo de luz, mientras mira el agua desde arriba. Al mismo tiempo, el tinte rojizo del agua se verá más saturado.

Que en este experimento tiene lugar: las pequeñas partículas de leche ponderadas en agua disipan la luz que se extiende desde la linterna de la misma manera que las partículas y las moléculas en el aire disimula la luz solar. Cuando el vidrio se ilumina desde arriba, el agua parece azulada debido al hecho de que el color azul se disipa en todas las direcciones. Cuando miras el agua directamente a la luz, la luz de la linterna parece roja, ya que se eliminó parte de los rayos azules debido a la dispersión de la luz.

Tercer experimento - mezclando flores

Necesitará:

lápiz, tijeras, cartón blanco o un pedazo de watman;
lápices de colores o marcadores, regla;
una taza o una taza grande con un diámetro en la parte superior 7 ... 10 cm o calibrador.
vidrio de papel.

Cómo realizar un experimento:

Si no hay calibrador, use una taza como plantilla para dibujar un círculo en un pedazo de cartón, corte este círculo. Usando la regla, divida el círculo a 7 sectores aproximadamente iguales.
Colorear estos siete sectores en color. Espectro básico - rojo, naranja, amarillo, verde, azul, azul y púrpura. Intenta colorear la unidad tan cuidadosa y uniforme.
Haga el agujero en el centro del disco y coloque el disco en el lápiz.
Haga el agujero en la parte inferior de la taza de papel, el diámetro del orificio debe ser ligeramente más grande que el diámetro del lápiz. Gire la taza hacia la parte inferior e inserte un lápiz con un disco marginado en él para que la trampa de lápiz se dé cuenta de la tabla, ajuste la posición del disco en el lápiz para que el disco toque la parte inferior de la taza y estuvo por encima de ella. a una altura de 0.5..1,5 cm.
Promover rápidamente un lápiz y mire el disco giratorio, preste atención a su color. Si es necesario, gasta el ajuste del disco y el lápiz para que puedan rotar fácilmente.

Explicación del fenómeno visto: los colores que los sectores en el disco están pintados son los componentes principales de la luz blanca. Cuando el disco gira lo suficientemente rápido, parece que los colores se fusionan, y el disco se ve en blanco. Intenta experimentar con otras combinaciones de colores.