Чому сонце на заході сонця червоне фізика. Чому сонце червоне: міфологія, прикмети? Чорне небо та біле Сонце

Одною з відмінних рислюдини є допитливість. Напевно, кожен, будучи дитиною, дивився на небо і запитував: «чому небо блакитне?». Як виявляється, відповіді на такі, здається, прості питання вимагають деякої бази знань у галузі фізики, а тому не кожен з батьків зможе правильно пояснити дитині причину вказаного явища.

Розглянемо це питання з наукової точки зору.

Діапазон довжин хвиль електромагнітного випромінювання охоплює майже весь спектр електромагнітного випромінювання, до якого входить видиме для людини випромінювання. На наведеному нижче зображенні показано залежність інтенсивності випромінювання Сонця від довжини хвилі цього випромінювання.

Аналізуючи це зображення, можна назвати те що, що видиме випромінювання також представлено нерівномірної інтенсивністю для випромінювання різних довжин хвиль. Так щодо малий внесок у видиме випромінювання дає фіолетовий колір, і найбільший – синій та зелений кольори.

Чому небо синє?

Насамперед на це питання нас наштовхує той факт, що повітря – безбарвний газ і не повинен випромінювати синє світло. Очевидно, що причиною такого випромінювання є наша зірка.

Як відомо, біле світло насправді є комбінацією випромінювання всіх кольорів видимого спектру. За допомогою призми можна розкласти світло на весь діапазон кольорів. Подібний ефект виникає у небі після дощу та утворює веселку. Коли сонячне світло потрапляє у земну атмосферу, він починає розсіюватися, тобто. випромінювання змінює свій напрямок. Однак, особливість складу повітря така, що при попаданні світла в нього, випромінювання з короткою довжиною хвилі розсіюється сильніше, ніж довгохвильове випромінювання. Таким чином, враховуючи зображений раніше спектр, можна помітити, що червоне і помаранчеве світло практично не змінюватиме своєї траєкторії, проходячи через повітря, тоді як фіолетове і блакитне випромінювання помітно змінюватиме свій напрямок. З цієї причини в повітрі виникає якесь «блукаючий» короткохвильове світло, яке постійно розсіюється в цьому середовищі. В результаті описаного явища здається, що короткохвильове випромінювання видимого спектру (фіолетовий, блакитний, синій) випромінюється в кожній точці неба.

Загальновідомий факт сприйняття випромінювання полягає в тому, що око людини може вловити, побачити, випромінювання тільки в тому випадку, якщо воно потрапило безпосередньо в око. Тоді, дивлячись у небо, Ви найімовірніше бачитимете відтінки того видимого випромінювання, довжина хвилі якого найменша, оскільки саме воно розсіюється в повітрі найкраще.

Чому ж, дивлячись на Сонце, Ви не бачите чітко червоного кольору? По-перше, уважно розглянути Сонце людині навряд чи вдасться, оскільки інтенсивне випромінювання може зашкодити зоровий орган. По-друге, незважаючи на існування такого явища як розсіювання світла в повітрі, все ж таки велика частина світла, що випромінюється Сонцем, доходить до поверхні Землі не піддаючись розсіюванню. Тому всі кольори видимого спектра випромінювання поєднуються, формуючи світло з більш вираженим білим кольором.

Повернемося до розсіяного повітрям світла, колір якого, як ми вже визначили, повинен мати найменшу довжину хвилі. З видимого випромінювання найменшою довжиною хвилі має фіолетовий, слідом йде блакитний, і трохи довше хвилі має синій колір. Беручи до уваги нерівномірну інтенсивність випромінювання Сонця, зрозуміло, що внесок фіолетового кольору мізерний. Тому найбільший внесок у розсіяне повітрям випромінювання має блакитний колір, а потім – синій.

Чому захід сонця червоний?

У випадку, коли Сонце ховається за обрій, ми можемо спостерігати те саме довгохвильове випромінювання червоно-жовтогарячого кольору. У цьому випадку світло від Сонця має пройти помітно більшу відстань в атмосфері Землі, перш ніж досягне очей спостерігача. У місці, де випромінювання Сонця починає взаємодіяти з атмосферою, найбільш вираженими є блакитний та синій кольори. Однак, з відстанню короткохвильове випромінювання втрачає свою інтенсивність, оскільки значно розсіюється по дорозі. У той час як довгохвильове випромінювання чудово справляється з подоланням таких великих відстаней. Ось чому Сонце червоне на заході сонця.

Як було згадано раніше, хоч довгохвильове випромінювання і слабо розсіюється в повітрі, все ж таки розсіювання має місце бути. Тому перебуваючи на горизонті, Сонце випромінює світло, з якого до спостерігача доходить лише випромінювання червоно-жовтогарячих відтінків, яке дещо встигає розсіятися в атмосфері, утворюючи раніше згадане «блукаючий» світло. Останній і фарбує небо у строкаті відтінки червоного та помаранчевого кольору.

Чому хмари білі?

Говорячи про хмари, відомо, що вони складаються з мікроскопічних крапельок рідини, яка розсіює видиме світло майже рівномірно, незалежно від довжини хвилі випромінювання. Тоді розсіяне світло, спрямоване на всі боки від крапельки, розсіюється знову на інших крапельках. При цьому комбінація випромінювань усіх довжин хвиль зберігається, і хмари світяться (відбиваються) білим кольором.

Якщо погода похмура, то сонячне випромінювання сягає поверхні Землі у незначній кількості. У випадку з великими хмарами, або їх великою кількістю, певна частка сонячного світлапоглинається, тому небо тьмяніє і набуває забарвлення сірого кольору.

Незважаючи на науковий прогрес і вільний доступ до багатьох джерел інформації, рідкісна людинаможе правильно відповісти на запитання, чому блакитне небо.

Чому вдень небо синього чи блакитного кольору?

Біле світло - а саме його випромінює Сонце - складаються із семи частин колірного спектру: червоного, помаранчевого, жовтого, зеленого, блакитного, синього та фіолетового. Відома ще зі школи лічилочка – «Кожен Мисливець Бажає Знати, Де Сидить Фазан» – якраз і визначає кольори цього спектру за початковими літерами кожного зі слів. Кожному кольору відповідає своя довжина світлової хвилі: найбільша у червоного та найкоротша у фіолетового кольору.

Звичне нам небо (атмосфера) складається з твердих мікрочастинок, дрібних крапель води та молекул газу. Протягом тривалого часу існувало кілька помилкових припущень, які намагаються пояснити, чому блакитне небо:

• атмосфера, що складається з найдрібніших частинок води та молекул різних газів, добре пропускає промені синього спектру і не дає торкнутися Землі променям червоного спектру;
• дрібні тверді частинки - наприклад, пил - зважені в повітрі, розсіюють сині та фіолетові хвилі найменше, і через це їм вдається досягати поверхні Землі на відміну від інших кольорів спектра.

Ці гіпотези підтримували багато відомих вчених, проте дослідження англійського фізика Джона Релея показали, що не тверді частинки є основною причиною розсіювання світла. Саме молекули газів, що у атмосфері, поділяють світло на колірні компоненти. Білий сонячний промінь, зіткнувшись у небі з газовою частинкою, розлітається (розсіюється) у різні боки.

При зіткненні з молекулою газу, кожен із семи колірних компонентів білого світла розсіюється. При цьому світло з більш довгими хвилями (червона складова спектру, в яку також входить помаранчевий та жовтий), розсіюється гірше, ніж світло з короткими хвилями (синя складова спектру). Через це після розсіювання в повітрі залишається у вісім разів більше кольорів синього спектру, ніж червоного.

Хоча і найкоротша довжина хвилі у фіолетового кольору, небо все одно здається блакитним через змішування фіолетових та зелених хвиль. Крім цього, нашими очима краще сприймається блакитний колір, ніж фіолетовий, за однакової яскравості обох. Саме ці факти й визначають колірну гамунеба: атмосфера буквально наповнена променями синьо-блакитного кольору.

Чому тоді захід сонця червоний?

Однак небо блакитне не завжди. Закономірно постає питання: якщо ми бачимо протягом усього дня синє небо, чому захід сонця червоний? Вище ми з'ясували, що червоний колір найменше розсіюється молекулами газу. Під час заходу сонця Сонце наближається до горизонту і сонячний промінь направлений до поверхні Землі не вертикально, як вдень, а під кутом.

Тому шлях, який він проходить через атмосферу, набагато більший за те, що він проходить вдень, коли Сонце стоїть високо. Через це синьо-блакитний спектр поглинається у товстому шарі атмосфери, не доходячи до Землі. А більш довгі світлові хвилі червоно-жовтого спектру доходять до поверхні Землі, забарвлюючи небо та хмари у характерні для заходу сонця червоний і жовтий кольори.

Чому хмари білі?

Торкнемося і тему хмар. Чому на блакитному небі білі хмари? Спочатку згадаємо, як вони утворюються. Вологе повітря, що містить невидиму пару, нагріваючись біля поверхні землі, піднімається і розширюється через те, що вгорі тиск повітря менше. Розширюючись, повітря охолоджується. При досягненні певної температуриводяна пара конденсується навколо атмосферного пилу та інших зважених твердих частинок, і в результаті утворюються крихітні краплі води, злиття яких формує хмару.

Незважаючи на свій порівняно малий розмір, частки води набагато більші за молекули газу. І якщо зустрічаючи молекули повітря, сонячні промені розсіюються, то при зустрічі з краплями води світло відбивається від них. При цьому спочатку білий сонячний промінь свого кольору не змінює і одночасно «забарвлює» білий колірхмари молекули.

Здавалося б, у школі кожен старанний і не дуже старанний учень знає, на які кольори розкладається спектр, що являє собою кожен з квітів. Однак як би старанно не вчилася дитина, їй ніколи не дадуть відповіді на головні питання, що турбують його непосидючий розум з самого раннього дитинства: чому небо блакитне і чому захід сонця червоний?

Якщо трохи поринути у фізику, то можна знайти, що найгіршим розсіюванням має червоний спектр. Саме тому для того, щоб вогні якогось об'єкта були видні здалеку, їх роблять червоного кольору. І все-таки, чому захід сонця червоний, а не синій чи не зелений?

Спробуємо міркувати логічно. Коли сонце знаходиться прямо біля горизонту, його променям доводиться подолати набагато більший шар атмосфери, ніж коли сонце знаходиться в зеніті. Завдяки своїй малій розсіювання червоний колір практично безперешкодно проходить цей шар атмосфери, а всі інші кольори спектру настільки сильно розсіюються, проходячи через товщу повітряного простору Землі, що їх фактично зовсім не видно. Ось виявляється чому захід сонця червоний!

З цього можна зробити висновок, що захід сонця буде тим червонішим, чим більший шар атмосфера знаходиться між сонцем і нашим оком. Також для того, щоб захід сонця був більш червоним, або навіть багряним, необхідно просто запилися і забруднити повітря, тоді інші кольори, крім червоного, ще більше розсіюватимуться.

Світ навколо нас сповнений дивовижних чудес, але ми нерідко не звертаємо на них уваги. Захоплюючись чистим блакитом весняного неба або яскравими барвами заходу сонця, ми навіть не замислюємося про те, чому небо змінює колір зі зміною часу доби.


Ми звикли до яскравої синяви в погожий сонячний день і до того, що восени небосхил стає мглисто-сірим, втрачаючи свої яскраві фарби. Але якщо спитати сучасної людинипро те, чому так відбувається, переважна більшість із нас, колись озброєних шкільними знаннями фізики, навряд чи зможуть дати відповідь на це просте запитання. Тим часом у поясненні немає нічого складного.

Що таке колір?

З шкільного курсуФізики нам має бути відомо, що відмінності в колірному сприйнятті предметів залежать від довжини світлової хвилі. Наше око здатне розрізняти лише досить вузький діапазон хвильового випромінювання, причому найкоротшими є хвилі синього кольору, а найдовшими – червоного. Між цими двома основними кольорами лежить вся наша палітра сприйняття кольору, виражена хвильовим випромінюванням в різних діапазонах.

Білий сонячний промінь насправді складається з хвиль усіх колірних діапазонів, у чому легко переконатися, пропустивши через скляну призму – цей шкільний досвід ви напевно пам'ятаєте. А, щоб запам'ятати послідовність зміни довжин хвиль, тобто. послідовність кольорів спектру денного світла, придумана кумедна фраза про мисливця, яку кожен із нас вивчив у школі: Кожен Мисливець Бажає Знати і т.д.


Оскільки червоні світлові хвилі найбільш довгі, то вони менше за інших схильні до розсіювання при проходженні. Тому коли потрібно візуально виділити якийсь предмет, використовують переважно червоний колір, що добре помітний здалеку в будь-яку погоду.

Тому сигнал світлофора або будь-який інший світловий сигнал попередження про небезпеку – це червоний, а не зелений або синій колір.

Чому на заході сонця небо стає червоним?

У вечірні години перед заходом сонця сонячні промені падають на поверхню землі під кутом, а не прямо. Їм доводиться долати набагато товстіший шар атмосфери, ніж у денний часколи поверхня землі висвітлюється прямими променями Сонця.

У цей час атмосфера виконує роль колірного фільтра, який розсіює промені практично всього видимого діапазону, крім червоних – найдовших і тому найстійкіших до перешкод. Всі інші світлові хвилі або розсіюються, або поглинаються частинками водяної пари та пилу, присутніми в атмосфері.

Чим нижче спускається Сонце по відношенню до горизонту, тим товстіший шар атмосфери доводиться долати світловим променям. Тому їх колір все більше зміщується у бік червоної частини спектру. З цим явищем пов'язана Народна прикмета, що говорить про те, що червоний захід сонця віщує сильний вітерна наступний день.


Вітер зароджується у високих шарах атмосфери та на великій відстані від спостерігача. Косі сонячні промені висвічують зону атмосферного випромінювання, що намітилася, в якій набагато більше пилу і пари, ніж у спокійній атмосфері. Тому перед вітряним днем ​​ми бачимо особливо червоний, яскравий захід сонця.

Чому вдень небо синє?

Відмінністю в довжині світлових хвиль пояснюється і чиста синева денного неба. При падінні сонячних променівпрямо на поверхню землі шар, що долається, атмосфери має найменшу товщину.

Розсіювання світлових хвиль відбувається при їх зіткненні з молекулами газів, що становлять повітря, і в цій ситуації найбільш стійким виявляється короткохвильовий світловий діапазон, тобто. сині та фіолетові світлові хвилі. У погожий безвітряний день небо набуває дивовижної глибини та синьової. Але чому ми тоді бачимо синій, а чи не фіолетовий колір неба?

Справа в тому, що клітини людського ока, відповідальні за сприйняття кольору, набагато краще сприймають синій, ніж фіолетовий колір. Все ж фіолетовий занадто близький до межі діапазону сприйняття.

Ось чому небо ми бачимо яскраво-синім, якщо в атмосфері відсутні компоненти, що розсіюють, крім молекул повітря. Коли в атмосфері з'являється достатньо велика кількістьпилу – наприклад, спекотного літа в місті – небо ніби вицвітає, втрачаючи свою яскраву синьову.

Сіре небо негоди

Тепер зрозуміло, чому осіння негода та зимова сльота роблять небо безпросвітно сірим. Велика кількість водяної пари в атмосфері призводять до розсіювання всіх компонентів білого світлового променя. Світлові промені дробляться в найдрібніших крапельках і молекулах води, втрачаючи свій напрямок і змішуючись по всьому спектру діапазону.


Тому до поверхні доходять світлові промені, ніби пропущені через гігантський плафон, що розсіює. Ми сприймаємо це явище як сірувато-білий колір неба. Варто видалити вологу з атмосфери, як небозвід знову стає яскраво-синім.

16140 0

У ясний сонячний день небо виглядає яскраво-блакитним.

Увечері, на заході сонця, небо стає червоним, рожевим і помаранчевим.

Чому небо синє? Що забарвлює захід сонця в червоний колір?

Відповідаючи на ці питання, ми повинні вивчити світло та земну атмосферу.

Атмосфера

Так само, у невеликих кількостях, присутні інші гази та маленькі тверді частинки: порошинки, сажа, пилок та сіль із океану.
Склад атмосфери змінюється залежно від розташування, погоди та інших речей.

Наприклад, води може бути більше у повітрі після урагану або поблизу океану. Вулкани можуть викидати в атмосферу велику кількість попелу. Забруднення може додати різних газів та сажі. Атмосфера щільно притиснута до поверхні Землі. Поступово вона стає тоншою, якщо підніматися все вище та вище. Немає чіткої межі між атмосферою та космосом.

Світлові хвилі

Електромагнітні хвилі рухаються в космосі зі швидкістю близькою до 300 000 км/год. Це називається швидкістю світла.

Колір світла

Кольори постійно перемішані на один. З одного кінця спектру знаходяться червоний і помаранчевий кольори. Вони поступово переходять у жовтий, зелений, блакитний, синій та фіолетовий. Кольори мають різну довжину хвилі, частоту та енергію. Фіолетовий коліріз найкоротшою довжиною хвилі з видимого спектру. Це означає, що в нього найвища частота та енергія.

З червоним кольором все навпаки: частота та енергія найнижчі, але довжина хвилі найдовша.

Світло в повітрі

Частинки пилу та краплі води набагато більше, ніж довжина хвилі видимого світла. Світло, зіштовхуючись із цими частинками, відбивається і змінює траєкторію руху. Різні кольорисвітла однаково відбиваються від частинок. Відбите світло залишається білим, тому що продовжує містити в собі всі кольори у перемішаному вигляді.

Молекули газу набагато менші за довжину хвилі видимого світла. Коли світло стикається з ними, може статися будь-що. Наприклад, він може бути поглинений молекулами. І тоді почнуть випромінювати його, але вже в інший бік. Всі кольори поглинаються, але блакитний робить це сильніше, ніж всі інші кольори. Цей процес отримав назву «Релеєвське розсіювання» (На ім'я англійського фізика Лорда Релея, хто перший відкрив це явище у 1870р.)

Чому небо синє?

У самого обрію колір неба не такий насичений, це пов'язано з тим, що йому доводиться пройти більший обсяг повітря.

Чорне небо та біле Сонце

Чому захід сонця червоний?

Навколо заходу Сонця небо може приймати різні кольори.

Особливо видовищно це виглядає, коли у небі зважено багато дрібних частинок. Вони відбивають світло в різних напрямках, і небо забарвлюється в червоний, помаранчевий та рожевий кольори.