Miksi aurinko on punainen auringonlaskun aikaan? Fysiikka. Miksi aurinko on punainen: mytologia, merkit. Musta taivas ja valkoinen aurinko

Yksi erottuvia piirteitä ihminen on uteliaisuus. Luultavasti kaikki lapsena katsoivat taivasta ja ihmettelivät: "Miksi taivas on sininen?" Kuten käy ilmi, vastaukset tällaisiin näennäisesti yksinkertaisiin kysymyksiin vaativat jonkin verran fysiikan tietopohjaa, ja siksi kaikki vanhemmat eivät pysty selittämään lapselleen oikein tämän ilmiön syytä.

Tarkastellaan tätä asiaa tieteellisestä näkökulmasta.

Sähkömagneettisen säteilyn aallonpituusalue kattaa lähes koko sähkömagneettisen säteilyn spektrin, joka sisältää myös ihmiselle näkyvän säteilyn. Alla oleva kuva näyttää auringon säteilyn voimakkuuden riippuvuuden tämän säteilyn aallonpituudesta.

Tätä kuvaa analysoimalla voidaan havaita, että näkyvää säteilyä edustaa myös eri aallonpituuksilla olevan säteilyn epätasainen intensiteetti. Siten violetin värin osuus näkyvästä säteilystä on suhteellisen pieni, ja suurin osuus on sinisellä ja vihreällä värillä.

Miksi taivas on sininen?

Ensinnäkin tämä kysymys johtuu siitä, että ilma on väritöntä kaasua, eikä sen pitäisi lähettää sinistä valoa. Ilmeisesti tällaisen säteilyn syy on tähtemme.

Kuten tiedätte, valkoinen valo on itse asiassa yhdistelmä näkyvän spektrin kaikista väreistä peräisin olevaa säteilyä. Prisman avulla valo voidaan erottaa selkeästi kaikkiin väreihin. Samanlainen vaikutus tapahtuu taivaalla sateen jälkeen ja muodostaa sateenkaaren. Kun auringonvalo pääsee maan ilmakehään, se alkaa sirotella, ts. säteily muuttaa suuntaa. Ilman koostumuksen erikoisuus on kuitenkin sellainen, että kun valo tulee siihen, lyhytaaltoinen säteily siroutuu voimakkaammin kuin pitkäaaltoinen säteily. Näin ollen, kun otetaan huomioon aiemmin kuvattu spektri, voit nähdä, että punainen ja oranssi valo ei käytännössä muuta lentorataa kulkiessaan ilman läpi, kun taas violetti ja sininen säteily muuttavat huomattavasti suuntaansa. Tästä syystä ilmaan ilmestyy tietty "vaeltava" lyhytaaltovalo, joka on jatkuvasti hajallaan tässä ympäristössä. Kuvatun ilmiön seurauksena näkyvän spektrin (violetti, syaani, sininen) lyhytaaltosäteilyä näyttää säteilevän jokaisesta taivaan pisteestä.

Tunnettu tosiasia säteilyn havaitsemisesta on, että ihmissilmä voi siepata, nähdä säteilyn vain, jos se menee suoraan silmään. Sitten taivaalle katsomalla näet todennäköisesti sen näkyvän säteilyn sävyjä, joiden aallonpituus on lyhin, koska juuri tämä on parhaiten hajallaan ilmassa.

Miksi et näe selvästi punaista väriä katsoessasi aurinkoa? Ensinnäkin on epätodennäköistä, että henkilö pystyy tutkimaan aurinkoa huolellisesti, koska voimakas säteily voi vahingoittaa näköelintä. Toiseksi, huolimatta sellaisen ilmiön olemassaolosta kuin valon sironta ilmassa, suurin osa Auringon lähettämästä valosta saavuttaa maan pinnan ilman sirontaa. Siksi kaikki näkyvän säteilyspektrin värit yhdistetään, jolloin muodostuu valoa, jolla on selvempi valkoinen väri.

Palataan ilman sirottamaan valoon, jonka värillä, kuten olemme jo määrittäneet, tulisi olla lyhin aallonpituus. Näkyvästä säteilystä violetilla on lyhin aallonpituus, jota seuraa sininen, ja sen aallonpituus on hieman pidempi. Sininen väri. Kun otetaan huomioon auringon säteilyn epätasainen voimakkuus, käy selväksi, että violetin värin vaikutus on mitätön. Siksi suurin osuus ilman hajottamasta säteilystä tulee sinisestä, jota seuraa sininen.

Miksi auringonlasku on punainen?

Siinä tapauksessa, että aurinko piiloutuu horisontin taakse, voimme havaita saman pitkäaaltoisen punaoranssin värin säteilyn. Tässä tapauksessa Auringosta tulevan valon täytyy kulkea huomattavasti suurempi matka Maan ilmakehässä ennen kuin se pääsee tarkkailijan silmään. Kohdassa, jossa auringon säteily alkaa olla vuorovaikutuksessa ilmakehän kanssa, sininen ja sininen värit ovat voimakkaimpia. Etäisyyden myötä lyhytaaltosäteily kuitenkin menettää intensiteettinsä, koska se on huomattavasti hajallaan matkan varrella. Vaikka pitkäaaltosäteily tekee erinomaista työtä kattaakseen niin pitkiä matkoja. Siksi aurinko on punainen auringonlaskun aikaan.

Kuten aiemmin mainittiin, vaikka pitkäaaltosäteily on heikosti hajallaan ilmassa, sirontaa silti tapahtuu. Siksi horisontissa ollessaan Aurinko säteilee valoa, josta havaitsijalle pääsee vain punaoranssin sävyistä säteilyä, jolla on jonkin verran aikaa haihtua ilmakehässä muodostaen aiemmin mainitun "vaeltavan" valon. Jälkimmäinen värjää taivaan punaisen ja oranssin kirjavassa sävyssä.

Miksi pilvet ovat valkoisia?

Pilvistä puhuttaessa tiedämme, että ne koostuvat mikroskooppisista nestepisaroista, jotka sirottavat näkyvää valoa lähes tasaisesti säteilyn aallonpituudesta riippumatta. Sitten pisarasta kaikkiin suuntiin suunnattu sironnut valo siroutuu jälleen muiden pisaroiden päälle. Tässä tapauksessa kaikkien aallonpituuksien säteilyn yhdistelmä säilyy ja pilvet "hohtavat" (heijastavat) valkoisena.

Jos sää on pilvinen, niin vähän auringon säteilyä pääsee maan pinnalle. Kun kyseessä ovat suuret pilvet tai suuri määrä niitä, jotkut auringonvalo imeytyy, joten taivas himmenee ja saa harmaata väriä.

Huolimatta tieteen edistymisestä ja vapaasta pääsystä moniin tietolähteisiin, harvinainen henkilö osaa vastata oikein kysymykseen, miksi taivas on sininen.

Miksi taivas on sininen tai sininen päivällä?

Valkoinen valo - jota aurinko säteilee - koostuu seitsemästä värispektrin osasta: punainen, oranssi, keltainen, vihreä, sininen, indigo ja violetti. Koulusta tunnettu pieni riimi - "Jokainen metsästäjä haluaa tietää, missä fasaani istuu" - määrittää tarkasti tämän spektrin värit jokaisen sanan alkukirjaimilla. Jokaisella värillä on oma valon aallonpituus: punainen on pisin ja violetti lyhin.

Meille tuttu taivas (ilmakehä) koostuu kiinteistä mikrohiukkasista, pienistä vesipisaroista ja kaasumolekyyleistä. Jo pitkään on ollut useita virheellisiä oletuksia, jotka yrittävät selittää, miksi taivas on sininen:

• ilmakehä, joka koostuu pienistä vesihiukkasista ja erilaisten kaasujen molekyyleistä, päästää sinisen spektrin säteet kulkemaan hyvin läpi eikä anna punaisen spektrin säteiden koskettaa Maata;
• Ilmassa olevat pienet kiinteät hiukkaset - kuten pöly - hajottavat vähiten sinisiä ja violetteja aallonpituuksia, ja tämän ansiosta ne onnistuvat saavuttamaan maan pinnan, toisin kuin muut spektrin värit.

Monet kuuluisat tiedemiehet tukivat näitä hypoteeseja, mutta englantilaisen fyysikon John Rayleighin tutkimus osoitti, että kiinteät hiukkaset eivät ole pääasiallinen syy valon sirontaan. Ilmakehän kaasumolekyylit erottavat valon värikomponenteiksi. Valkoinen auringonsäde, joka törmää taivaalla olevaan kaasuhiukkaseen, hajoaa (sirottaa) eri suuntiin.

Kun se törmää kaasumolekyyliin, jokainen valkoisen valon seitsemästä värikomponentista siroaa. Samaan aikaan valo, jolla on pidempi aalto (spektrin punainen komponentti, joka sisältää myös oranssin ja keltaisen) siroaa huonommin kuin lyhytaaltoinen valo (spektrin sininen komponentti). Tästä johtuen sironnan jälkeen ilmaan jää kahdeksan kertaa enemmän sinistä spektriä kuin punaista.

Vaikka violetilla on lyhin aallonpituus, taivas näyttää silti siniseltä violetin ja vihreän aallon sekoituksesta johtuen. Lisäksi silmämme havaitsevat sinisen värin paremmin kuin violetin, koska molemmissa on sama kirkkaus. Nämä tosiasiat ratkaisevat väriskeema taivas: ilmapiiri on kirjaimellisesti täynnä sini-sinisiä säteitä.

Miksi sitten auringonlasku on punainen?

Aina taivas ei kuitenkaan ole sininen. Luonnollisesti herää kysymys: jos näemme sinistä taivasta koko päivän, miksi auringonlasku on punainen? Yllä selvisimme, että kaasumolekyylit hajottavat vähiten punaista väriä. Auringonlaskun aikana Aurinko lähestyy horisonttia ja auringonsäde ei suuntaudu kohti maan pintaa pystysuunnassa, kuten päivällä, vaan kulmassa.

Siksi sen matka ilmakehän läpi on paljon pidempi kuin päivällä, kun aurinko on korkealla. Tästä johtuen sini-sininen spektri absorboituu paksuun ilmakehän kerrokseen, joka ei saavuta maapalloa. Ja pidemmät puna-keltaisen spektrin valoaallot saavuttavat maan pinnan värjäämällä taivaan ja pilvet auringonlaskun punaisiin ja keltaisiin väreihin.

Miksi pilvet ovat valkoisia?

Kosketaanpa pilvien aihetta. Miksi sinisellä taivaalla on valkoisia pilviä? Ensin muistellaan, kuinka ne muodostuvat. Märkä ilma näkymätöntä höyryä sisältävä, maapallon pinnalla lämpenevä, nousee ja laajenee johtuen siitä, että ilmanpaine on alhaisempi yläosassa. Kun ilma laajenee, se jäähtyy. Saavuttuaan tiettyyn lämpötilaan vesihöyry tiivistyy ilmakehän pölyn ja muiden suspendoituneiden aineiden ympärille muodostaen pieniä vesipisaroita, jotka sulautuvat yhteen muodostaen pilven.

Suhteellisen pienestä koostaan ​​huolimatta vesihiukkaset ovat paljon suurempia kuin kaasumolekyylit. Ja jos auringonsäteet hajaantuvat ilmamolekyylejä kohtaaessaan, silloin kun ne kohtaavat vesipisaroita, valo heijastuu niistä. Samaan aikaan alunperin valkoinen auringonsäde ei muuta väriään ja samalla "värjää" sitä valkoinen väri pilvimolekyylejä.

Näyttäisi siltä, ​​että koulussa jokainen ahkera ja ei niin ahkera oppilas tietää, mihin väreihin spektri on jaettu, mikä kukin väri on. Opiskelipa lapsi kuinka ahkerasti tahansa, hän ei kuitenkaan koskaan saa vastausta tärkeimpiin kysymyksiin, jotka ovat vaivanneet hänen levotonta mieltään alusta alkaen. varhaislapsuus: miksi taivas on sininen ja miksi auringonlasku on punainen?

Jos sukeltat hieman fysiikkaan, huomaat, että punaisella spektrillä on pahin sironta. Siksi, jotta esineen valot olisivat näkyvissä kaukaa, ne tehdään punaisiksi. Ja silti, miksi auringonlasku on punainen eikä sininen tai vihreä?

Yritetään ajatella loogisesti. Kun aurinko on suoraan horisontissa, sen säteiden on voitettava paljon suurempi ilmakehän kerros kuin silloin, kun aurinko on zeniitissään. Punainen väri kulkee vähäisen sirontavuutensa vuoksi tämän ilmakehän kerroksen läpi lähes esteettömästi, ja kaikki muut spektrin värit siroutuvat maan ilmatilan paksuuden läpi kulkiessaan niin voimakkaasti, että niitä ei itse asiassa näy ollenkaan. Siksi auringonlasku on punainen!

Tästä voimme päätellä, että auringonlasku on sitä punaisempi mitä suurempi ilmakerros on auringon ja silmämme välillä. Lisäksi, jotta auringonlasku olisi enemmän punaista tai jopa purppuranpunaista, sinun on vain pölyttävä ja saastuttava ilma, niin muut värit kuin punainen hajoavat vielä enemmän.

Ympäröivä maailma on täynnä hämmästyttäviä ihmeitä, mutta emme usein kiinnitä niihin huomiota. Ihaillessamme kevättaivaan kirkasta sinistä tai auringonlaskun kirkkaita värejä emme edes ajattele, miksi taivas muuttaa väriä kellonajan vaihtuessa.


Olemme tottuneet kirkkaan siniseen kauniina aurinkoisena päivänä ja siihen, että syksyllä taivas muuttuu sameanharmaaksi ja menettää kirkkaita värejä. Mutta jos kysyt moderni mies siitä, miksi näin tapahtuu, niin suurin osa meistä, kerran aseistettuna koulun fysiikan tietämyksellä, ei todennäköisesti pysty vastaamaan tähän yksinkertaiseen kysymykseen. Samaan aikaan selityksessä ei ole mitään monimutkaista.

Mikä on väri?

From koulun kurssi Fyysikoina meidän pitäisi tietää, että erot esineiden värin havaitsemisessa riippuvat valon aallonpituudesta. Silmämme pystyy erottamaan vain melko kapean alueen aaltosäteilystä, jossa lyhyimmät aallot ovat sinisiä ja pisimmät punaisia. Näiden kahden päävärin välissä on koko värihavaintopalettimme, joka ilmaistaan ​​aaltosäteilynä eri alueilla.

Valkoinen auringonsäde koostuu itse asiassa kaiken värisäteen aalloista, mikä on helppo nähdä viemällä se lasiprisman läpi - muistat varmaan tämän koulukokemuksen. Aallonpituuksien muutosjärjestyksen muistamiseksi, ts. päivänvalospektrin värisarja, keksittiin hauska lause metsästäjistä, jonka jokainen meistä oppi koulussa: Jokainen metsästäjä haluaa tietää jne.


Koska punaisen valon aallot ovat pisimmät, ne ovat vähemmän alttiita siroamiselle läpikulkeessaan. Siksi, kun sinun on korostettava esinettä visuaalisesti, he käyttävät pääasiassa punaista väriä, joka näkyy selvästi kaukaa kaikissa sääolosuhteissa.

Siksi kieltoliikennevalo tai mikä tahansa muu varoitusvalo on punainen, ei vihreä tai sininen.

Miksi taivas muuttuu punaiseksi auringonlaskun aikaan?

Iltaisin ennen auringonlaskua auringonsäteet putoavat maan pinnalle kulmassa, eivät suoraan. Niiden on voitettava paljon paksumpi ilmakerros kuin sisällä päivällä kun maan pintaa valaisevat suorat auringonsäteet.

Tällä hetkellä ilmakehä toimii värisuodattimena, joka hajottaa säteet lähes koko näkyvältä alueelta, paitsi punaiset - pisimmät ja siksi kestävimmät häiriöille. Kaikki muut valoaallot joko siroavat tai absorboivat ilmakehän vesihöyryn ja pölyn hiukkasia.

Mitä alemmas aurinko putoaa suhteessa horisonttiin, sitä paksumpi ilmakehäkerros valonsäteiden on voitettava. Siksi niiden väri muuttuu yhä enemmän kohti spektrin punaista osaa. Liittyy tähän ilmiöön kansan merkki, mikä osoittaa, että punainen auringonlasku ennustaa kova tuuli seuraava päivä.


Tuuli on peräisin ilmakehän korkeista kerroksista ja suurelta etäisyydeltä havainnoijasta. Auringon vinot säteet korostavat ilmakehän säteilyn nousevaa vyöhykettä, jossa on paljon enemmän pölyä ja höyryä kuin rauhallisessa ilmapiirissä. Siksi ennen tuulista päivää näemme erityisen punaisen, kirkkaan auringonlaskun.

Miksi taivas on sininen päivällä?

Valon aallonpituuksien erot selittävät myös päivän taivaan kirkkaan sinisen. Kun putoaa auringonsäteet suoraan maan pinnalle, niiden voitettavan ilmakehän paksuus on pienin.

Valoaaltojen sironta tapahtuu, kun ne törmäävät ilman muodostaviin kaasumolekyyleihin, ja tässä tilanteessa lyhytaaltoinen valoalue osoittautuu stabiilimmaksi, ts. siniset ja violetit valoaallot. Kauniina tuulettomana päivänä taivas saa hämmästyttävän syvyyden ja sinisen. Mutta miksi sitten näemme taivaalla sinistä emmekä violettia?

Tosiasia on, että värin havaitsemisesta vastaavat ihmissilmän solut havaitsevat sinisen paljon paremmin kuin violetin. Silti violetti on liian lähellä havaintoalueen rajaa.

Tästä syystä näemme taivaan kirkkaan sinisenä, jos ilmakehässä ei ole muita sirottavia komponentteja kuin ilmamolekyylejä. Kun ilmakehään ilmestyy tarpeeksi suuri määrä pöly - esimerkiksi kuumana kesän kaupungissa - taivas näyttää haalistuvan ja menettää kirkkaan sinisensä.

Harmaa taivas huonosta säästä

Nyt on selvää, miksi syksyn huono sää ja talvinen sohjo tekevät taivaan toivottoman harmaaksi. Suuri vesihöyrymäärä ilmakehässä johtaa poikkeuksetta kaikkien valkoisen valonsäteen komponenttien siroamiseen. Valosäteet murskautuvat pieniksi pisaroiksi ja vesimolekyyleiksi, menettäen suuntansa ja sekoittuen koko spektrin alueella.


Siksi valonsäteet saavuttavat pinnan ikään kuin ne olisi kuljetettu jättimäisen sirottavan lampunvarjostimen läpi. Näemme tämän ilmiön taivaan harmahtavanvalkoisena värinä. Heti kun kosteus poistuu ilmakehästä, taivas muuttuu jälleen kirkkaan siniseksi.

16140 0

Kirkkaana aurinkoisena päivänä taivas näyttää kirkkaan siniseltä.

Illalla auringonlaskun aikaan taivas muuttuu punaiseksi, vaaleanpunaiseksi ja oranssiksi.

Miksi taivas on sininen? Mikä tekee auringonlaskusta punaisen?

Vastataksemme näihin kysymyksiin meidän on tutkittava valoa ja maan ilmakehää.

Tunnelma

Lisäksi pieniä määriä on muita kaasuja ja pieniä kiinteitä hiukkasia: pölyhiukkasia, nokea, siitepölyä ja suolaa valtamerestä.
Ilmakehän koostumus vaihtelee sijainnin, sään ja muiden tekijöiden mukaan.

Esimerkiksi ilmassa voi olla enemmän vettä hurrikaanin jälkeen tai lähellä merta. Tulivuoret voivat vapauttaa suuria määriä tuhkaa ilmakehään. Saastuminen voi lisätä erilaisia ​​kaasuja ja nokea. Ilmakehä puristuu tiukasti koko maan pintaa vasten. Se ohenee vähitellen, kun nouset korkeammalle ja korkeammalle. Ilmakehän ja avaruuden välillä ei ole selkeää rajaa.

Kevyet aallot

Sähkömagneettiset aallot liikkuvat avaruudessa noin 300 000 km/h nopeuksilla. Tätä kutsutaan valonnopeudeksi.

Valon väri

Värit sekoitetaan jatkuvasti yhdeksi. Spektrin toisessa päässä ovat punaiset ja oranssit värit. Ne muuttuvat vähitellen keltaiseksi, vihreäksi, siniseksi, indigoksi ja violetiksi. Värit ovat eri aallonpituuksia, taajuuksia ja energioita. Violetti näkyvän spektrin lyhimmällä aallonpituudella. Tämä tarkoittaa, että sillä on korkein taajuus ja energia.

Punaisella on päinvastoin: taajuus ja energia ovat alhaisimmat, mutta aallonpituus pisin.

Valoa ilmassa

Pölyhiukkaset ja vesipisarat ovat paljon pidempiä kuin näkyvän valon aallonpituus. Valo, joka törmää näihin hiukkasiin, heijastuu ja muuttaa lentorataa. Eri värejä valo heijastuu hiukkasista tasaisesti. Heijastunut valo pysyy valkoisena, koska se sisältää edelleen kaikki värit sekoitettuna.

Kaasumolekyylit ovat paljon pienempiä kuin näkyvän valon aallonpituus. Kun valo osuu niihin, mitä tahansa voi tapahtua. Esimerkiksi molekyylit voivat absorboida sen. Ja sitten he alkavat säteillä sitä, mutta toiseen suuntaan. Kaikki värit imeytyvät, mutta sininen tekee tämän voimakkaammin kuin kaikki muut värit. Tätä prosessia kutsuttiin "Rayleigh-sironnaksi" (nimetty englantilaisen fyysikon Lord Rayleighin mukaan, joka löysi tämän ilmiön ensimmäisen kerran vuonna 1870).

Miksi taivas on sininen?

Horisontin lähellä taivaan väri ei ole niin kylläinen, tämä johtuu siitä, että sen on läpäistävä suurempi määrä ilmaa.

Musta taivas ja valkoinen aurinko

Miksi auringonlasku on punainen?

Laskevan auringon ympärillä taivas voi saada eri värejä.

Se näyttää erityisen upealta, kun taivaalla on monia pieniä hiukkasia. Ne heijastavat valoa eri suuntiin muuttaen taivaan punaiseksi, oranssiksi ja vaaleanpunaiseksi.