De ce cerul este albastru - este foarte dificil să găsești răspunsul la o întrebare atât de simplă. Cea mai bună soluție a problemei a fost propusă acum aproximativ 100 de ani de fizicianul englez Lord John Rayleigh.

Dar să începem din nou. Deci culoarea cerului ar trebui să fie aceeași, dar este încă albastru. Ce se întâmplă cu lumina albă în atmosfera pământului?

Razele de soare

Culoarea reală a razelor soarelui este albă. Lumina albă este un amestec de raze colorate. Folosind o prismă, putem face un curcubeu. Prisma împarte o rază albă în dungi colorate: roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, albastru și violet. Unindu-se împreună, aceste raze formează din nou lumina albă. Se poate presupune că lumina solară se împarte mai întâi în componente colorate. Atunci se întâmplă ceva și numai razele albastre ajung pe suprafața Pământului.

Ipotezele prezentate în momente diferite

Există mai multe explicații posibile. Aerul care înconjoară Pământul este un amestec de gaze: azot, oxigen, argon și altele. În atmosferă mai există vapori de apă și cristale de gheață. Praful și alte particule mici sunt suspendate în aer. În atmosfera superioară se află un strat de ozon. Ar putea fi acesta motivul?

Unii oameni de știință au crezut că moleculele de ozon și apă absorb razele roșii și transmit cele albastre. Dar s-a dovedit că pur și simplu nu există suficient ozon și apă în atmosferă pentru a deveni cerul albastru.

În 1869, englezul John Tyndall a sugerat ca praful și alte particule să împrăștie lumina.Lumina albastră este împrăștiată în cea mai mică măsură și trece prin straturi de astfel de particule, ajungând la suprafața Pământului. În laboratorul său, a creat un model smog și l-a aprins cu un fascicul alb strălucitor. Smogul devenea un albastru profund.

Tyndall a decis că dacă aerul ar fi absolut curat, atunci nimic nu va împrăștia lumina și am putea admira cerul alb strălucitor. Lordul Rayleigh a susținut, de asemenea, această idee, dar nu pentru mult timp. În 1899, el a publicat explicația sa: aerul, nu praful sau fumul, colorează albastrul cerului.

Relația de culoare și lungime de undă

O parte din razele soarelui trec între moleculele de gaz, fără a se ciocni cu ele și fără modificări ajunge la suprafața Pământului. Celălalt, cel mai mult, este absorbit de moleculele de gaz. Atunci când fotonii sunt absorbiți, moleculele sunt excitate, adică încărcate cu energie și apoi îl emit din nou sub formă de fotoni. Acești fotoni secundari au lungimi de undă diferite și pot fi de orice culoare - de la roșu la violet.

Se împrăștie în toate direcțiile: spre Pământ, spre Soare și spre laturi. Lordul Rayleigh a sugerat că culoarea razei emise depinde de predominanța unei quanta a unei culori sau a alteia din rază. Când o moleculă de gaz se ciocnește cu fotoni de lumina soarelui, un cuantic secundar albastru are opt cantețe albastre.

Care este rezultatul? O lumină albastră intensă se revarsă literalmente asupra noastră din toate părțile din miliarde de molecule de gaze atmosferice. Fotoni de alte culori sunt amestecate cu această lumină, deci nu are un ton albastru pur.

De ce este cerul albastru - răspunsul

Înainte de a ajunge la suprafața pământului, unde oamenii o pot contempla, lumina soarelui trebuie să treacă prin întreaga înveliș de aer a planetei. Lumina are un spectru larg, în care încă mai ies în evidență culorile de bază, nuanțele curcubeului. Din acest spectru, roșul are cea mai lungă undă de lumină, în timp ce violeta are cea mai scurtă. La apus, discul soarelui se înroșește rapid și se grăbește mai aproape de orizont.

În acest caz, lumina trebuie să depășească o grosime din ce în ce mai mare de aer, iar o parte din valuri se pierd. Mai întâi violetul dispare, apoi albastru, cian. Cele mai lungi valuri roșii continuă să pătrundă până la ultima suprafață a Pământului și, prin urmare, discul solar și haloul din jurul său până în ultimele momente au nuanțe roșiatice.

Ce se schimbă seara?

Mai aproape de apus, Soarele se grăbește la orizont, cu cât scade mai jos, cu atât se apropie mai repede seara. În astfel de momente, stratul atmosferic care separă lumina solară inițială de suprafața pământului începe să crească brusc datorită unghiului de înclinare. La un moment dat, stratul de îngroșare încetează să mai transmită alte valuri de lumină în afară de cele roșii, iar în acest moment cerul transformă această culoare. Albastrul nu mai este prezent, este absorbit pe măsură ce trece prin atmosferă.

Fapt interesant: la apus, soarele și cerul trec printr-o gamă întreagă de nuanțe - când una sau alta dintre ele încetează să mai treacă prin atmosferă. Același lucru poate fi observat și la momentul răsăritului, cauzele ambelor fenomene sunt aceleași.

Ce se întâmplă când răsare soarele?

La răsărit, razele soarelui trec prin același proces, dar în ordine inversă. Adică, mai întâi primele raze traversează atmosfera într-un unghi puternic, doar spectrul roșu ajunge la suprafață. Prin urmare, inițial răsăritul strălucește în roșu. Apoi, pe măsură ce răsăritul și unghiul se schimbă, valurile altor culori încep să treacă - cerul devine portocaliu, iar apoi devine albastru obișnuit. Se observă un albastru adânc de jumătate de zi al cerului, iar apoi, seara, începe să se întoarcă din nou spre purpuriu. Pe o parte a cerului, departe de soare, se observă o nuanță albastru-neagră, dar cu cât este mai aproape de soarele apus, cu atât mai multe nuanțe roșii pot fi văzute în apropierea orizontului până când soarele dispare complet.

Astfel de fenomene de culoare sunt observate peste tot. Soarele devine roșu, așa cum sunt zonele cerului aproape de el, atât la ecuator, cât și la poli. Acest fenomen poate fi văzut pe toată planeta. Uneori, apusurile de soare sau răsăriturile au tonuri de roșu mai saturate, acest lucru se datorează stării atmosferei, prezenței aerosolilor sau suspensiilor în ea. În alte cazuri, culoarea nu este atât de pronunțată, mai moderată. Există semne populare care vă permit să determinați vremea a doua zi prin nuanțele apusului - oamenii au învățat să analizeze culorile și să prezică starea atmosferei din ele cu o precizie mai mare sau mai mică.

Astfel, culoarea roșie a apusului se datorează faptului că la un unghi mare prin atmosferă, doar culorile roșii ale spectrului solar se rup, având lungimea de undă cea mai lungă. Culoarea roșie a soarelui este asociată cu același factor.În restul zilei, cerul este albastru, deoarece această umbră este capabilă să înecă celălalt spectru, având cea mai mare capacitate de împrăștiere.