Prečo je nebo modré a nie zelené? Prečo je obloha modrá a západ slnka červený? Ako urobiť západ slnka z modrej oblohy.

Pre mnohých prišiel dlho očakávaný okamih, keď sa rover Curiosity trochu odpútal od vedy a len obdivoval krajinu pri západe slnka. O pár dní neskôr sme mali možnosť vidieť tento obrázok aj my. Úplný náhľad fotografie na pracovnej ploche. Plná veľkosť na webe autora.

Marťanský západ slnka je výnimočný tým, že je modrý. Dôvod pre túto farbu oblohy je rovnaký ako na Zemi dáva modrú oblohu a červený západ slnka - Rayleighov rozptyl. Existuje mylná predstava, že modrá obloha na Zemi je spôsobená prítomnosťou kyslíka vo vzduchu alebo dokonca ozónovou vrstvou. V skutočnosti je tu zloženie atmosféry menej dôležité ako jej hustota. Je to hustota plynu, ktorý rozptyľuje biele slnečné svetlo a sfarbuje oblohu.

Rozdiel medzi farbou oblohy na poludnie a pri západe slnka je v objeme atmosféry, ktorú prekonajú slnečné lúče. Na Marse je atmosféra stokrát tenšia ako na Zemi, ale keď je Slnko blízko horizontu, jeho svetlo prekonáva vrstvu atmosféry tridsaťkrát hrubšiu ako na poludnie.

Dodatočný farebný efekt marťanskej oblohy je daný prachom neustále visiacim v atmosfére. Zrejme práve jej oranžová farba v kombinácii s modrou dodáva fotke jemne zelenkastý nádych. Aj keď teraz je naopak počasie veľmi jasné. Takú dobrú viditeľnosť som nevidel už rok a pol, čo Curiosity pracuje na Marse. Prvýkrát bolo možné vidieť kamene na horskom svahu, ktorý sa nachádza takmer 30 km od roveru.

Na oblohe je však stále prítomný prach. Vidno, ako sa horský hrebeň stráca v prašnom opare.

V maximálnom dosahu dostupnom pre oči sa nachádza viac ako 50 kilometrov. Dnešná jasná obloha vysvetľuje, prečo je obloha v hornej časti panorámy západu slnka takmer čierna. Cez deň v zenite by mala byť rovnako čierna ako na Mesiaci alebo na Zemi vo výške nad 30 km.

Pozorovania uskutočnené prístrojom Viking ukazujú, ako sa mení farba oblohy a jej čiernota v závislosti od množstva prachu.

Vráťme sa k farbe západu slnka. Vďaka modernej technike vidíme úsvit aj z vesmíru. Oranžová farba oblakov je jasne viditeľná na hranici dňa a noci na poslednej fotografii „Electro-L“.

Pri pohľade na Mars pomocou Hubbleovho teleskopu môžeme vidieť rovnaký modrý okraj, ktorý obklopuje Mars na okraji osvetleného disku.

Je zvláštne, že modré farby nie sú vždy viditeľné na vesmírnych snímkach Marsu. Príčina je zrejme v sezónnych výkyvoch hustoty atmosféry. V závislosti od ročného obdobia môžu zásoby marťanského „vzduchu“ klesnúť až na 1/150 zásob Zeme. Zvyšok zamrzne v podobe suchého ľadu na póloch.

Modrá obloha nás však, samozrejme, neprekvapuje. Čo je skutočne neuveriteľné, je modré zapadajúce slnko. Ako vieme z našich skúseností na Zemi, za úsvitu sa mení nielen farba oblohy, ale aj viditeľný kotúč hviezdy.

Žiaľ, Curiosity neriskuje priame fotografovanie slnka zo strachu pred poškodením snímača fotoaparátu, no dokázalo odstrániť odlesk slnka, ktorý sa ukázal byť presne modrý.

Svet okolo nás je plný úžasných zázrakov, no často im nevenujeme pozornosť. Obdivujúc jasnú modrú jarnú oblohu alebo žiarivé farby západu slnka, ani sa nezamýšľame nad tým, prečo obloha mení farbu s dennou dobou.


Sme zvyknutí na jasnú modrú za pekného slnečného dňa a na to, že na jeseň sa obloha stáva zahmlene sivou a stráca svoje jasné farby. Ale ak sa spýtate moderného človeka na to, prečo sa to deje, potom drvivá väčšina z nás, raz vyzbrojených školskými znalosťami fyziky, pravdepodobne nebude schopná odpovedať na túto jednoduchú otázku. Medzitým vo vysvetlení nie je nič ťažké.

čo je farba?

Zo školského kurzu fyziky by sme mali vedieť, že rozdiely vo vnímaní farieb predmetov závisia od dĺžky svetelnej vlny. Naše oko je schopné rozlíšiť len pomerne úzky rozsah vlnového žiarenia, pričom najkratšia je modrá a najdlhšia červená. Medzi týmito dvoma základnými farbami leží celá naša paleta vnímania farieb, vyjadrená vlnovým žiarením v rôznych rozsahoch.

Biely slnečný lúč je v skutočnosti tvorený vlnami všetkých farebných škál, ako ľahko uvidíte prechodom cez sklenený hranol – tento školský zážitok si určite pamätáte. Aby ste si zapamätali postupnosť meniacich sa vlnových dĺžok, t.j. sled farieb spektra denného svetla bola vymyslená vtipná fráza o poľovníkovi, ktorú sa každý z nás naučil v škole: Každý poľovník chce vedieť atď.


Keďže vlny červeného svetla sú najdlhšie, sú menej náchylné na rozptyl počas prenosu ako iné. Preto, keď potrebujete nejaký objekt opticky zvýrazniť, používajú najmä červenú, ktorá je za každého počasia dobre viditeľná zďaleka.

Preto je zakázané semafor alebo akékoľvek iné výstražné svetlo červené, nie zelené alebo modré.

Prečo sa obloha pri západe slnka sfarbí do červena?

Vo večerných hodinách pred západom slnka dopadajú slnečné lúče na zemský povrch pod uhlom, nie rovno. Musia prekonať oveľa hrubšiu vrstvu atmosféry ako cez deň, keď je zemský povrch osvetlený priamymi lúčmi slnka.

Atmosféra v tomto čase funguje ako farebný filter, ktorý rozptyľuje lúče takmer celého viditeľného rozsahu, okrem červených – najdlhších a teda najodolnejších voči rušeniu. Všetky ostatné svetelné vlny sú buď rozptýlené alebo absorbované vodnou parou a prachovými časticami prítomnými v atmosfére.

Čím nižšie Slnko klesá k horizontu, tým hrubšiu vrstvu atmosféry musia prekonať svetelné lúče. Preto sa ich farba čoraz viac posúva smerom k červenej časti spektra. S týmto javom je spojené obľúbené znamenie, ktoré hovorí, že červený západ slnka predpovedá silný vietor na druhý deň.


Vietor vzniká vo vysokých vrstvách atmosféry a vo veľkej vzdialenosti od pozorovateľa. Šikmé slnečné lúče osvetľujú vznikajúcu zónu atmosférického žiarenia, čo je oveľa viac prachu a pár ako v pokojnej atmosfére. Preto pred veterným dňom vidíme obzvlášť červený, jasný západ slnka.

Prečo je obloha cez deň modrá?

Rozdiely vo vlnovej dĺžke svetla vysvetľujú aj jasnú modrú dennú oblohu. Keď slnečné lúče dopadajú priamo na zemský povrch, vrstva atmosféry, ktorú prekonávajú, má najmenšiu hrúbku.

K rozptylu svetelných vĺn dochádza pri ich zrážke s molekulami plynu, ktoré tvoria vzduch a v tejto situácii je najstabilnejší krátkovlnný dosah svetla, t.j. modré a fialové svetelné vlny. Za pekného bezvetrného dňa obloha nadobúda úžasnú hĺbku a modrú. Ale prečo potom vidíme modrú, a nie fialovú, farbu oblohy?

Faktom je, že bunky ľudského oka, ktoré sú zodpovedné za vnímanie farieb, vnímajú modrú oveľa lepšie ako fialovú. Fialová je však príliš blízko okraja rozsahu vnímania.

To je dôvod, prečo vidíme oblohu jasne modrou, ak v atmosfére nie sú žiadne iné rozptylujúce zložky ako molekuly vzduchu. Keď sa v atmosfére objaví dostatočne veľké množstvo prachu – napríklad v horúcom lete v meste – obloha akoby vybledla a stratila svoju jasnú modrú.

Sivá obloha

Teraz je jasné, prečo jesenné búrky a zimná kaša spôsobujú, že obloha je beznádejne sivá. Veľké množstvo vodnej pary v atmosfére vedie k rozptylu všetkých zložiek bieleho svetelného lúča bez výnimky. Svetelné lúče sa rozdeľujú na drobné kvapôčky a molekuly vody, strácajú smer a miešajú sa v celom rozsahu spektra.


Svetelné lúče sa preto dostávajú na povrch, akoby prechádzali cez obrovský difúzny odtieň. Tento jav vnímame ako sivobielu farbu oblohy. Akonáhle sa vlhkosť odstráni z atmosféry, nebeská klenba sa opäť zmení na jasne modrú.

Červená až fialová, čo sú hlavné farby spektra. Farba viditeľná okom sa pripisuje dĺžke svetelnej vlny. Preto červená dáva najdlhšie svetlo a fialová najkratšie.

Počas západu slnka môže človek pozorovať disk, ktorý sa rýchlo približuje k horizontu. Slnečné svetlo zároveň prechádza stále väčšou hrúbkou. Čím väčšia je vlnová dĺžka svetla, tým menej podlieha absorpcii atmosférickou vrstvou a aerosólovými suspenziami v nej prítomnými. Na vysvetlenie tohto javu je potrebné zvážiť fyzikálne vlastnosti modrej a červenej, obvyklé odtiene oblohy.

Keď je slnko na svojom zenite, pozorovateľ môže povedať, že obloha je modrá. Je to spôsobené rozdielmi v optických vlastnostiach modrej a červenej, konkrétne schopnosťou rozptylu a absorpcie. Modrá sa absorbuje silnejšie ako červená, ale jej schopnosť rozptýliť sa je oveľa vyššia (štyrikrát) ako červená. Pomer vlnovej dĺžky k intenzite svetla je overený fyzikálny zákon nazývaný Rayleighov zákon modrej oblohy.

Keď je slnko vysoko, vrstva atmosféry a suspendovaných látok oddeľujúcich oblohu od očí pozorovateľa je relatívne malá, krátka vlna modrej nie je úplne absorbovaná a vysoká schopnosť rozptylu „prehluší“ ostatné farby. Preto sa obloha počas dňa zdá modrá.

Keď príde čas západu slnka, slnko začne rýchlo klesať k čiare skutočného horizontu a vrstva atmosféry sa prudko zvýši. Po určitom čase vrstva tak zhustne, že modrá farba sa takmer úplne vstrebe a do popredia sa dostane červená farba, vzhľadom na vysokú odolnosť voči absorpcii.

Pri západe slnka teda ľudské oko vidí oblohu a samotné svietidlo v rôznych odtieňoch červenej, od oranžovej až po jasne šarlátovú. Treba poznamenať, že to isté sa pozoruje pri východe slnka a z rovnakých dôvodov.

Je príjemné pozerať sa na oslnivo modrú oblohu alebo si užívať karmínový západ slnka. Mnohí ľudia radi obdivujú krásu okolitého sveta, no nie každý chápe podstatu toho, čo pozoruje. Najmä ťažko odpovedajú na otázku, prečo je obloha modrá a západ slnka červený.

Slnko vyžaruje čisté biele svetlo. Zdá sa, že obloha by mala byť biela, ale vyzerá jasne modrá. Prečo sa to deje?

Vedcom sa už niekoľko storočí nedarí vysvetliť modrú farbu oblohy. Zo školského kurzu fyziky sa dá všetko biele svetlo pomocou hranola rozložiť na farby, z ktorých pozostáva. Pre nich existuje dokonca jednoduchá fráza: "Každý poľovník chce vedieť, kde sedí bažant." Počiatočné slová tejto frázy vám umožňujú zapamätať si poradie farieb: červená, žltá, zelená, modrá, modrá, fialová.

Vedci predpokladali, že modrá farba oblohy je spôsobená tým, že modrá zložka slnečného spektra sa najlepšie dostáva na povrch Zeme, zatiaľ čo ostatné farby pohlcuje ozón alebo rozptýlený prach v atmosfére. Vysvetlenia boli celkom zaujímavé, no experimentmi a výpočtami sa nepotvrdili.

Pokusy vysvetliť modrú farbu oblohy neustali a v roku 1899 Lord Rayleigh predložil teóriu, ktorá konečne dala odpoveď na túto otázku. Ukázalo sa, že modrá farba oblohy je spôsobená vlastnosťami molekúl vzduchu. Určité množstvo lúčov prichádzajúcich zo Slnka dopadá na povrch Zeme bez rušenia, no väčšinu z nich pohltia molekuly vzduchu. Pohlcovaním fotónov sa molekuly vzduchu nabijú (excitujú) a už samotné fotóny vyžarujú. Ale tieto fotóny majú inú vlnovú dĺžku, pričom medzi nimi prevládajú fotóny, ktoré dávajú modrú farbu. To je dôvod, prečo obloha vyzerá modro: čím je deň slnečnejšie a čím menej oblačnosti, tým je modrá farba oblohy sýtejšia.

Ale ak je obloha modrá, prečo sa potom pri západe slnka sfarbí do fialova? Dôvod je veľmi jednoduchý. Červená zložka slnečného spektra je oveľa menej absorbovaná molekulami vzduchu ako iné farby. Počas dňa slnečné lúče vstupujú do zemskej atmosféry pod uhlom, ktorý priamo závisí od zemepisnej šírky, v ktorej sa pozorovateľ nachádza. Na rovníku bude tento uhol blízko doprava a bližšie k pólom sa bude zmenšovať. S pohybom Slnka sa zväčšuje vrstva vzduchu, ktorou musia svetelné lúče prejsť, kým sa dostanú do oka pozorovateľa – Slnko už totiž nie je nad hlavou, ale nakláňa sa k horizontu. Hrubá vrstva vzduchu pohltí väčšinu lúčov slnečného spektra, no červené lúče sa k pozorovateľovi dostanú takmer bez strát. Preto je západ slnka červený.

26. apríla 2012 sa na oblohe nad Moskvou objavili zvláštne zelenkasté oblaky. Nevysvetliteľný jav znepokojil obyvateľov hlavného mesta a rozvíril ruský internet. Predpokladalo sa, že v jednom z podnikov došlo k havárii, ktorá bola sprevádzaná únikom zdraviu škodlivých chemikálií do ovzdušia. Našťastie sa informácie nepotvrdili.

Inštrukcie

Hlavný sanitárny lekár Ruskej federácie Gennadij Oniščenko uviedol, že podľa oficiálnych údajov nedošlo k žiadnym nehodám v chemických závodoch v Moskovskej oblasti a blízkych regiónoch. Medzitým sa v niektorých moskovských štvrtiach ľudia naozaj cítili horšie. Alergici a astmatici pochopili príčinu tohto abnormálneho javu.

Po dlhej zime začiatkom apríla prišlo prudké oteplenie, ktoré spôsobilo rýchle topenie snehovej pokrývky, skoré kvitnutie listov na stromoch a kvitnutie niekoľkých ich druhov naraz: brezy, jelše,

Čo spôsobilo, že farba západu slnka je pre pozemšťanov taká nezvyčajná? Začať stojí za to, že atmosféra Marsu je veľmi odlišná od atmosféry Zeme – má iné zloženie plynov, stokrát menšiu hustotu a je nasýtená veľmi jemným prachom.

Svetlo sa skladá z vĺn rôznych dĺžok, preto ak vykonáte známy Newtonov experiment a zachytíte slnečný lúč v hranole, rozloží sa na farebné lúče – na spektrum. Keď sa slnečné lúče stretnú s prachom vznášajúcim sa v marťanskej atmosfére, stane sa to isté, no prach pohltí väčšinu modrých vlnových dĺžok. Preto je obloha na Marse prevažne červená.

Ak sa však počas západu slnka pozriete priamo do slnka, môžete vidieť modrú farbu. Je to spôsobené tým, že lúče prechádzajú v atmosfére dlhšiu dráhu ako cez deň. V tomto momente na nich začína pôsobiť efekt zvaný Rayelov rozptyl – atmosféra rozptyľuje svetlo s krátkou vlnovou dĺžkou silnejšie ako dlhovlnné. Mimochodom, práve kvôli tomuto efektu a hrubej vrstve atmosféry je obloha na našej planéte modrá.

Efekt je jasne viditeľný na fotografiách z vesmíru.

Rover Opportunity bol vypustený na Mars v roku 2003 a je riadený laboratóriom Jet Propulsion Laboratory NASA v Pasadene. Rover je držiteľom mnohých rekordov a jedného otvoreného – drží napríklad rekord v prejdenej vzdialenosti na mimozemskom povrchu (druhé miesto – údaje sa však líšia – obsadil sovietsky „Lunokhod-2“). Opportunity má za sebou už takmer 42 kilometrov, hoci, ako poznamenávajú pracovníci projektu, pred 11 rokmi, keď spustila svoju prvú misiu, nikto nečakal takéto výsledky. Rover v súčasnosti skúma okraj 22 kilometrov dlhého krátera Endeavour, aby preskúmal jeho západný okraj, ako aj ložiská ílových minerálov, ktoré boli v minulosti vystavené tekutej vode.

Rover má dvojča, rover Spirit, ktorý v roku 2004 pristál s odstupom troch týždňov. Rovery v minulosti našli na povrchu množstvo dôkazov o planéte s vodou, ale Spirit prestal v roku 2010 komunikovať a svoju misiu vyhlásil za splnenú v roku 2011.

Okrem Opportunity v súčasnosti skúma Červenú planétu rover Curiosity, ktorý odštartoval v roku 2011 a pristál v roku 2012. Medziplanetárna stanica NASA vykonáva výskum z obežnej dráhy MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) Orbitálna sonda NASA Marsová odysea, medziplanetárna stanica ESA Mars expres ako aj 10. Mars Orbiter od NASA MAVEN a indická medziplanetárna stanica Mangalyaan (Misia Orbiter Mars), čo je prvá indická kozmická loď vypustená na inú planétu. MAVEN a Mangalyaan dosiahol obežnú dráhu planéty takmer súčasne - v septembri 2014.

Slnko nám dáva nielen svetlo a teplo, ale tiež maľuje všetko okolo nás v dúhových farbách spektra. Lúč bieleho svetla je v skutočnosti viacfarebný, poznáme to podľa jeho odrazu v dažďovej kvapke, z ktorej sa stala dúha. Prečo si potom slnko vybralo na oblohu modrú, a nie napríklad zelenú? Aj keď je veľmi ťažké si predstaviť zelenú oblohu.
Zem je obklopená vrstvou vzduchu, ktorý dýchame. Obsahuje kyslík, ozón a oxid uhličitý. Táto vrstva sa nazýva atmosféra. Hrúbka vrstvy atmosféry je asi 500 kilometrov. Obsahuje vzduch, ktorý dýchame.

Vzduch sa skladá z molekúl, v ktorých sa svetlo nemôže odrážať. Rozptyľuje sa na nich. Elektróny v molekule sú vystavené slnečnému žiareniu a začnú ho vyžarovať. A samotné svetlo je rozptýlené. A vidíme toto rozptýlené svetlo zo Zeme.

Plyny vo vzduchu rozdeľujú svetlo na farby nám známeho spektra. Dobre ich poznáme – červené, oranžové, žlté, zelené, modré, modré, fialové. Najčastejšie však vidíme modrú alebo svetlomodrú. Prečo je nebo modré?

Tu vstupuje do hry Rayleighov zákon rozptylu, podľa ktorého sa svetlo s kratšími vlnovými dĺžkami rozptyľuje rýchlejšie ako svetlo s dlhšími vlnovými dĺžkami. Modrá, azúrová a fialová farba spektra má kratšie vlnové dĺžky. Preto je to ich rozptýlené svetlo, ktoré vidíme na oblohe.

Niektoré farby spektra s dlhšími vlnovými dĺžkami, ako je červená a oranžová, sa takmer nerozptyľujú. Pri západe slnka sa vrstva atmosféry mnohonásobne zväčší, spektrum cez ňu ťažšie prechádza a keďže sa modrá a modrá farba rozpŕchli, do večera ich zostáva v palete nebeských farieb čoraz menej, jeden náter zostáva nedotknutá - červená. Tu ju vidíme pri západe slnka na oblohe. A samotné slnko sa nám potom javí ako červené. Samozrejme, v inej časti planéty je v tomto momente obloha modrá, sú tam rozptýlené krátke lúče spektra.

Do rána sa k nám vracia slnko, ak nemusí preraziť hustú clonu mrakov a mrakov. Potom vidíme oblohu v oblakoch. A toto je úplne iný príbeh.