Dlaczego niebo jest niebieskie, a nie zielone? Dlaczego niebo jest niebieskie, a zachód słońca czerwony? Jak zrobić zachód słońca z błękitnego nieba.

Nadszedł długo oczekiwany przez wielu moment, kiedy łazik Curiosity jest trochę oderwany od nauki i po prostu podziwia krajobraz zachodu słońca. Kilka dni później udało nam się zobaczyć to zdjęcie. Pełny podgląd zdjęć na pulpicie. Pełny rozmiar na stronie autora.

Marsjański zachód słońca jest wyjątkowy, ponieważ jest niebieski. Powód tego koloru nieba jest taki sam, jaki na Ziemi daje błękitne niebo i czerwony zachód słońca - rozpraszanie Rayleigha. Istnieje błędne przekonanie, że na Ziemi niebieski kolor nieba wynika z obecności tlenu w powietrzu, a nawet warstwy ozonowej. W rzeczywistości skład atmosfery ma tu mniejszy wpływ niż jej gęstość. To gęstość gazu rozprasza białe światło słoneczne i zabarwia niebo.

Różnica między kolorem nieba w południe i o zachodzie słońca polega na objętości atmosfery, którą pokonują promienie słoneczne. Na Marsie atmosfera jest sto razy cieńsza niż na Ziemi, ale gdy Słońce znajduje się blisko horyzontu, jego światło przenika trzydzieści razy grubość atmosfery niż w południe.

Dodatkowy efekt kolorystyczny na marsjańskim niebie daje kurz, stale zawieszony w atmosferze. Podobno to właśnie jej pomarańczowy kolor, w sumie z niebieskim, daje na zdjęciu lekko zielonkawy odcień. Chociaż pogoda jest teraz bardzo ładna. Nie widziałem tak dobrej widoczności od półtora roku, kiedy Curiosity pracował na Marsie. Po raz pierwszy udało się obejrzeć kamienie na zboczu góry, które znajduje się prawie 30 km od łazika.

Jednak na niebie wciąż jest kurz. Możesz zobaczyć, jak pasmo górskie ginie w pylistej mgle.

W maksymalnym zasięgu dostępnym dla oka to ponad 50 kilometrów. Obecne czyste niebo wyjaśnia, dlaczego niebo w górnej części panoramy zachodu słońca jest prawie czarne. W dzień w zenicie powinno być tak czarno jak na Księżycu czy na Ziemi na wysokości ponad 30 km.

Obserwacje wykonane przez sondę Viking pokazują, jak zmienia się kolor nieba i jego czerń w zależności od ilości pyłu.

Wróćmy do koloru zachodu słońca. Dzięki nowoczesnej technologii świt możemy zobaczyć nawet z kosmosu. Pomarańczowy kolor chmur jest wyraźnie widoczny na granicy dnia i nocy na ostatnim zdjęciu Electro-L.

Patrząc na Marsa przez teleskop Hubble'a, widzimy tę samą niebieską granicę, która otacza Marsa wzdłuż krawędzi oświetlonego dysku.

Ciekawe, że niebieskie kolory nie zawsze są widoczne na zdjęciach satelitarnych Marsa. Najwyraźniej powodem są sezonowe wahania gęstości atmosfery. W zależności od pory roku marsjańskie rezerwy „powietrza” mogą spaść do 1/150 zasobów Ziemi. Reszta zamarza jak suchy lód na biegunach.

Jednak błękitne niebo oczywiście nas nie zaskakuje. To, co jest naprawdę niesamowite, to błękitne zachodzące słońce. Jak wiemy z naszych doświadczeń na Ziemi, o świcie zmienia się nie tylko kolor nieba, ale także widzialny dysk gwiazdy.

Niestety Curiosity nie ryzykuje fotografowania bezpośrednio w słońce w obawie przed uszkodzeniem matrycy aparatu, ale był w stanie uchwycić rozbłysk słoneczny, który okazał się niebieski.

Otaczający nas świat jest pełen niesamowitych cudów, ale często nie zwracamy na nie uwagi. Podziwiając czysty błękit wiosennego nieba czy jasne kolory zachodu słońca, nawet nie zastanawiamy się, dlaczego niebo zmienia kolor wraz ze zmianą pory dnia.


Przyzwyczailiśmy się do jasnego błękitu w pogodny, słoneczny dzień i do tego, że jesienią niebo staje się zamglone, tracąc jasne kolory. Ale jeśli zapytasz współczesnego człowieka, dlaczego tak się dzieje, to zdecydowana większość z nas, niegdyś uzbrojonych w szkolną wiedzę z zakresu fizyki, raczej nie będzie w stanie odpowiedzieć na to proste pytanie. Tymczasem w wyjaśnieniu nie ma nic skomplikowanego.

Czym jest kolor?

Ze szkolnego kursu fizyki powinniśmy wiedzieć, że różnice w postrzeganiu kolorów obiektów zależą od długości fali światła. Nasze oko rozróżnia jedynie dość wąski zakres promieniowania falowego, przy czym kolor niebieski jest najkrótszy, a czerwony najdłuższy. Pomiędzy tymi dwoma podstawowymi kolorami znajduje się cała nasza paleta postrzegania barw, wyrażona promieniowaniem falowym w różnych zakresach.

Biały promień słońca składa się właściwie z fal we wszystkich gamach kolorystycznych, co łatwo zweryfikować przepuszczając go przez szklany pryzmat – pewnie pamiętacie to szkolne doświadczenie. Aby zapamiętać sekwencję zmieniających się długości fal, tj. sekwencja kolorów w widmie światła dziennego, wymyśliła zabawną frazę o myśliwym, której każdy z nas nauczył się w szkole: Każdy myśliwy chce wiedzieć itp.


Ponieważ fale światła czerwonego są najdłuższe, są najmniej podatne na rozpraszanie podczas transmisji. Dlatego, gdy trzeba wizualnie wyróżnić obiekt, używają głównie czerwonego koloru, który jest dobrze widoczny z daleka przy każdej pogodzie.

Dlatego sygnał stop lub inne światło ostrzegawcze jest czerwone, a nie zielone lub niebieskie.

Dlaczego niebo zmienia kolor na czerwony o zachodzie słońca?

W godzinach wieczornych przed zachodem słońca promienie słoneczne padają na powierzchnię ziemi pod kątem, a nie bezpośrednio. Muszą pokonać znacznie grubszą warstwę atmosfery niż w ciągu dnia, kiedy powierzchnię ziemi oświetlają bezpośrednie promienie słońca.

Atmosfera działa w tym czasie jak filtr barwny, rozpraszając promienie niemal w całym zakresie widzialnym, z wyjątkiem tych czerwonych, które są najdłuższe, a przez to najbardziej odporne na zakłócenia. Wszystkie inne fale świetlne są rozpraszane lub pochłaniane przez parę wodną i cząsteczki pyłu obecne w atmosferze.

Im niżej słońce opada w stosunku do horyzontu, tym grubszą warstwę atmosfery muszą pokonać promienie światła. Dlatego ich kolor jest coraz bardziej przesunięty w kierunku czerwonej części widma. Z tym zjawiskiem związany jest znak ludowy, mówiący, że czerwony zachód słońca zwiastuje silny wiatr następnego dnia.


Wiatr ma swój początek w wysokich warstwach atmosfery iw dużej odległości od obserwatora. Ukośne promienie słoneczne podkreślają zarysowaną strefę promieniowania atmosferycznego, w której jest znacznie więcej pyłu i oparów niż w spokojnej atmosferze. Dlatego przed wietrznym dniem widzimy szczególnie czerwony, jasny zachód słońca.

Dlaczego w ciągu dnia niebo jest niebieskie?

Różnice w długości fal świetlnych wyjaśniają również czysty błękit nieba w ciągu dnia. Kiedy promienie słoneczne padają bezpośrednio na powierzchnię ziemi, warstwa atmosfery, którą pokonują, ma najmniejszą grubość.

Rozpraszanie fal świetlnych następuje, gdy zderzają się one z cząsteczkami gazu tworzącymi powietrze i w tej sytuacji zakres światła o krótkich falach jest najbardziej stabilny, tj. niebieskie i fioletowe fale świetlne. W pogodny, bezwietrzny dzień niebo nabiera niesamowitej głębi i błękitu. Ale dlaczego wtedy widzimy niebieskie, a nie fioletowe niebo?

Faktem jest, że komórki ludzkiego oka, które są odpowiedzialne za percepcję kolorów, znacznie lepiej postrzegają kolor niebieski niż fioletowy. Jednak fioletowy jest zbyt blisko granicy zakresu percepcji.

Dlatego widzimy niebo jako jasnoniebieskie, jeśli w atmosferze nie ma składników rozpraszających, z wyjątkiem cząsteczek powietrza. Kiedy w atmosferze pojawi się odpowiednio duża ilość pyłu - na przykład w upalne lato w mieście - niebo wydaje się blednąć, tracąc swój jasny błękit.

Szare niebo złej pogody

Teraz jest jasne, dlaczego jesienna zła pogoda i zimowa breja sprawiają, że niebo jest beznadziejnie szare. Duża ilość pary wodnej w atmosferze prowadzi do rozproszenia wszystkich bez wyjątku składowych wiązki światła białego. Promienie świetlne są rozdrabniane w najmniejszych kropelkach i cząsteczkach wody, tracąc kierunek i mieszając się w całym zakresie widma.


Dlatego promienie świetlne docierają do powierzchni, jakby przeszły przez gigantyczny dyfuzor. Zjawisko to odbieramy jako szaro-biały kolor nieba. Gdy tylko wilgoć zostanie usunięta z atmosfery, niebo znów staje się jasnoniebieskie.

Od czerwieni do fioletu, które są głównymi kolorami spektrum. Kolor widziany przez oko tłumaczy się długością fali światła. W związku z tym czerwony daje najdłuższe światło, a fioletowy najkrócej.

Podczas zachodu słońca można zaobserwować dysk szybko zbliżający się do horyzontu. Jednocześnie światło słoneczne przechodzi przez coraz większą grubość. Im dłuższa długość fali światła, tym mniej jest ono absorbowane przez warstwę atmosfery i znajdujące się w niej zawiesiny aerozolowe. Aby wyjaśnić to zjawisko, należy wziąć pod uwagę fizyczne właściwości kolorów niebieskiego i czerwonego, zwykłych odcieni nieba.

Kiedy słońce znajduje się w zenicie, obserwator może stwierdzić, że niebo jest niebieskie. Wynika to z różnic we właściwościach optycznych kolorów niebieskiego i czerwonego, a mianowicie zdolności rozpraszania i pochłaniania. Niebieski jest bardziej chłonny niż czerwony, ale jego moc rozpraszania jest znacznie wyższa (czterokrotnie) niż czerwieni. Stosunek długości fali do natężenia światła jest sprawdzonym wzorcem fizycznym zwanym prawem błękitnego nieba Rayleigha.

Gdy słońce jest wysoko, warstwa atmosfery i zawiesiny oddzielającej niebo od oczu obserwatora jest stosunkowo niewielka, krótka fala błękitu nie jest całkowicie pochłaniana, a wysoka zdolność rozpraszania „tłumi” inne kolory. To dlatego w ciągu dnia niebo wygląda na niebieskie.

Gdy nadchodzi pora zachodu słońca, słońce zaczyna gwałtownie schodzić do linii prawdziwego horyzontu, a warstwa atmosfery gwałtownie się zwiększa. Po pewnym czasie warstwa staje się tak gęsta, że ​​kolor niebieski zostaje niemal całkowicie wchłonięty, a na pierwszy plan wysuwa się kolor czerwony, ze względu na dużą odporność na wchłanianie.

Tak więc o zachodzie słońca niebo i sama oprawa widziane są przez ludzkie oko w różnych odcieniach czerwieni, od pomarańczowego do jasnego szkarłatu. Należy zauważyć, że o wschodzie słońca obserwuje się to samo iz tych samych powodów.

Miło jest patrzeć na olśniewające błękitne niebo lub podziwiać szkarłatny zachód słońca. Wiele osób lubi podziwiać piękno otaczającego ich świata, ale nie każdy rozumie naturę tego, co obserwuje. W szczególności trudno im odpowiedzieć na pytanie, dlaczego niebo jest niebieskie, a zachód słońca czerwony.

Słońce emituje czyste, białe światło. Wydaje się, że niebo powinno być białe, ale widać je jako jasnoniebieskie. Dlaczego tak się dzieje?

Naukowcy przez kilka stuleci nie potrafili wyjaśnić niebieskiego koloru nieba. Od szkolnego kursu fizyki wszystko, co jest światłem białym, można rozłożyć za pomocą pryzmatu na jego składowe kolory. Jest dla nich nawet proste zdanie: „Każdy myśliwy chce wiedzieć, gdzie siedzi bażant”. Pierwsze słowa tej frazy pozwalają zapamiętać kolejność kolorów: czerwony, żółty, zielony, niebieski, indygo, fioletowy.

Naukowcy sugerują, że niebieski kolor nieba wynika z faktu, że niebieska składowa widma słonecznego najlepiej dociera do powierzchni Ziemi, podczas gdy inne kolory są pochłaniane przez ozon lub pył rozproszony w atmosferze. Wyjaśnienia były dość interesujące, ale nie znalazły potwierdzenia w eksperymentach i obliczeniach.

Próby wyjaśnienia niebieskiego koloru nieba nie ustały, aw 1899 lord Rayleigh przedstawił teorię, która ostatecznie dała odpowiedź na to pytanie. Okazało się, że niebieski kolor nieba spowodowany jest właściwościami cząsteczek powietrza. Pewna ilość promieni pochodzących ze Słońca dociera do powierzchni Ziemi bez zakłóceń, ale większość z nich jest pochłaniana przez cząsteczki powietrza. Pochłaniając fotony, cząsteczki powietrza są naładowane (wzbudzone) i już same emitują fotony. Ale te fotony mają inną długość fali i przeważają wśród nich fotony dające niebieski kolor. Dlatego niebo wygląda na niebieskie: im bardziej słoneczny dzień i im mniej zachmurzone, tym bardziej nasycony staje się ten niebieski kolor nieba.

Ale jeśli niebo jest niebieskie, dlaczego o zachodzie słońca robi się szkarłatne? Powód tego jest bardzo prosty. Czerwony składnik widma słonecznego jest znacznie gorzej pochłaniany przez cząsteczki powietrza niż inne kolory. W ciągu dnia promienie słoneczne wnikają w atmosferę Ziemi pod kątem bezpośrednio zależnym od szerokości geograficznej, na której znajduje się obserwator. Na równiku kąt ten będzie zbliżony do linii prostej, bliżej biegunów będzie się zmniejszał. Gdy Słońce się porusza, warstwa powietrza, przez którą promienie świetlne muszą przejść, zanim dotrą do oka obserwatora, zwiększa się – w końcu Słońce nie znajduje się już nad głową, ale zmierza ku horyzontowi. Gruba warstwa powietrza pochłania większość promieni widma słonecznego, ale promienie czerwone docierają do obserwatora prawie bez strat. Dlatego zachód słońca wygląda na czerwony.

26 kwietnia 2012 roku na niebie nad Moskwą pojawiły się dziwne zielonkawe chmury. Niewytłumaczalne zjawisko zaniepokoiło mieszkańców stolicy i podekscytowało rosyjski Internet. Sugerowano, że w jednym z przedsiębiorstw doszło do wypadku, któremu towarzyszyło uwolnienie do atmosfery szkodliwych dla zdrowia chemikaliów. Na szczęście informacje nie zostały potwierdzone.

Instrukcja

Główny lekarz sanitarny Federacji Rosyjskiej Giennadij Oniszczenko powiedział, że według oficjalnych danych nie było wypadków w zakładach chemicznych w obwodzie moskiewskim i okolicach. Tymczasem w niektórych rejonach Moskwy ludzie naprawdę czuli się gorzej. Alergicy i astmatycy rozumieli przyczynę tego nienormalnego zjawiska.

Po długiej zimie na początku kwietnia nastąpiło gwałtowne ocieplenie, które spowodowało gwałtowne topnienie pokrywy śnieżnej, wczesne kwitnienie liści na drzewach i kwitnienie kilku ich gatunków jednocześnie: brzozy, olchy,

Jaki jest powód koloru zachodu słońca, tak niezwykłego dla Ziemian? Warto zacząć od tego, że atmosfera Marsa bardzo różni się od ziemskiej - ma inny skład gazów, sto razy mniejszą gęstość i jest nasycona bardzo drobnym pyłem.

Światło składa się z fal o różnej długości, więc jeśli przeprowadzisz słynny eksperyment Newtona i złapiesz promień słońca w pryzmacie, rozłoży się on na kolorowe promienie - na widmo. Kiedy promienie słoneczne uderzają w pył unoszący się w marsjańskiej atmosferze, dzieje się to samo, ale pył pochłania większość niebieskich fal. Dlatego niebo na Marsie jest głównie czerwone.

Ale podczas zachodu słońca, jeśli spojrzysz bezpośrednio na Słońce, zobaczysz kolor niebieski. Wynika to z faktu, że promienie przemieszczają się w atmosferze dłuższą drogą niż w ciągu dnia. W tym momencie zaczyna działać na nie efekt zwany rozpraszaniem Rayleigha - atmosfera rozprasza światło o krótkich falach silniej niż światło o długich falach. Nawiasem mówiąc, właśnie dzięki temu efektowi i grubej warstwie atmosfery niebo na naszej planecie jest niebieskie.

Działanie efektu jest wyraźnie widoczne na zdjęciach z kosmosu.

Łazik Opportunity został wystrzelony na Marsa w 2003 roku i jest obsługiwany przez NASA Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie. Łazik posiada wiele rekordów i jest otwarty - na przykład posiada rekord odległości przebytej na powierzchni pozaziemskiej (drugie miejsce - choć dane są różne - zajmuje sowiecki Łunochod-2). „Okazja” pokonała już prawie 42 kilometry, choć, jak mówią pracownicy projektu, 11 lat temu, kiedy rozpoczynał swoją pierwszą misję, takich rezultatów nikt nie spodziewał się. Łazik bada obecnie krawędź 22-kilometrowego krateru Endeavour, aby zbadać zachodnią krawędź oraz złoża minerałów ilastych, na które w przeszłości wpływała woda w stanie ciekłym.

Łazik ma "brata bliźniaka" - łazika Spirit, ich lądowanie nastąpiło z różnicą 3 tygodni w 2004 roku. Łaziki znalazły w przeszłości wiele dowodów na istnienie planety wodnej na powierzchni, ale w 2010 roku Spirit przestał się komunikować, a w 2011 roku jego misja została ogłoszona ukończoną.

Oprócz Opportunity łazik Curiosity, który wystartował w 2011 roku i wylądował w 2012 roku, obecnie bada Czerwoną Planetę. Międzyplanetarna stacja NASA prowadzi badania z orbity MRO (Mars Reconnaissance Orbiter), sonda orbitalna NASA Mars Odyseja, międzyplanetarna stacja ESA Mars Express, a także dziesiąty Marsian Orbiter NASA MAVEN i indyjska stacja międzyplanetarna Mangalyaan (Misja Mars Orbiter), który jest pierwszym indyjskim statkiem kosmicznym wystrzelonym na inną planetę. MAVEN I Mangalyaan osiągnął orbitę planety niemal jednocześnie - we wrześniu 2014 r.

Słońce nie tylko daje nam światło i ciepło, ale także maluje wszystko wokół nas w tęczowych kolorach widma. Wiązka białego światła jest w rzeczywistości wielobarwna, wiemy to z jego odbicia w kropli deszczu, która stała się tęczą. Dlaczego więc słońce wybrało na niebo niebieski, a nie na przykład zielony? Chociaż bardzo trudno wyobrazić sobie zielone niebo.
Ziemia otoczona jest warstwą powietrza, którym oddychamy. Zawiera tlen, ozon i dwutlenek węgla. Ta warstwa nazywa się atmosferą. Grubość warstwy atmosferycznej wynosi około 500 kilometrów. Zawiera powietrze, którym oddychamy.

Powietrze składa się z cząsteczek, w których światło nie może zostać odbite. Rozsypuje się na nich. Na elektrony w cząsteczce wpływa padające na nie światło słoneczne i zaczynają nim promieniować. A samo światło jest rozproszone. I widzimy to rozproszone światło z Ziemi.

Gazy w powietrzu dzielą światło na kolory o znanym nam widmie. Dobrze je znamy - czerwone, pomarańczowe, żółte, zielone, niebieskie, indygo, fioletowe. Ale najczęściej widzimy niebieski lub niebieski. Dlaczego niebo jest niebieskie?

W tym miejscu w grę wchodzi prawo rozpraszania Rayleigha, zgodnie z którym światło o krótszych falach rozprasza się szybciej niż światło o dłuższych falach. Kolory widma niebieski, cyjan i fioletowy mają krótsze długości fal. Dlatego na niebie widzimy ich rozproszone światło.

Niektóre kolory widma o dłuższych długościach fal, takie jak czerwony i pomarańczowy, prawie się nie rozpraszają. O zachodzie słońca warstwa atmosfery zwiększa się wielokrotnie, widmo trudniej przez nią przejść, a odkąd kolory niebieski i niebieski się rozproszyły, wieczorem jest ich coraz mniej w palecie niebiańskich barw. , jeden kolor pozostaje nienaruszony - czerwony. To właśnie widzimy o zachodzie słońca na niebie. A samo słońce jest wtedy postrzegane jako czerwone. Oczywiście w innej części planety niebo jest w tej chwili niebieskie, tam rozproszone są krótkie promienie widma.

Do rana słońce wraca do nas, jeśli nie musi przebijać się przez grubą zasłonę chmur i chmur. Wtedy widzimy niebo w chmurach. A to zupełnie inna historia.