Автор Nataliya Hodyreva задал вопрос в разделе Другое
почему небо розовое? и получил лучший ответ
Ответ от Кс[гуру]
Закон Рэлея верен для рассеяния на частицах с размерами много меньше длины волны. В атмосфере рассеяние происходит на микроскопических флуктуациях плотности воздуха. Согласно закону Рэлея синий цвет рассеивается сильнее. Поэтому небо далеко в сторону от солнца синее. Х Ъ По той же причине, свет, проходящий сквозь атмосферу, теряет быстрее всего синюю часть спектра, становясь красноватым. Потери становятся достаточно заметны, когда луч проходит толстый слой воздуха, что бывает на закате и восходе, солнце при этом красное. Также и небо рядом с солнцем имеет красноватый оттенок, потому что красные лучи тоже рассеиваются, но на меньшие углы, и из этих областей преимущественно они попадают в глаза. Х На процесс рассеяния влияют мелкие взвешенные в воздухе частицы, размеры которых сравнимы с длиной волны, что в определенных условиях может придавать фантастические цвета небу. В роли таких частиц могут выступать даже мелкие капли воды, вроде дымки (тумана) при определенной влажности. Ц Ну и осталось про облака. Здесь происходит рассеяние на каплях, размеры которых много больше длины волны. Поэтому рассеиваются одинаково все длины волн, оставаясь смешанными в прежней пропорции.
Глаза. Лизы. Ресницы. Проблемы. Диагностика. Аптечка
Мир вокруг нас полон удивительных чудес, но мы нередко не обращаем на них внимания. Восхищаясь чистой голубизной весеннего неба или яркими красками заката, мы даже не задумываемся о том, почему небо меняет цвет с изменением времени суток.
Мы привыкли к яркой синеве в погожий солнечный день и к тому, что осенью небосвод становится мглисто-серым, теряя свои яркие краски. Но если спросить современного человека о том, почему так происходит, то подавляющее большинство из нас, когда-то вооруженных школьными знаниями физики, вряд ли смогут дать ответ на этот простой вопрос. Между тем, в объяснении нет ничего сложного.
Что такое цвет?
Из школьного курса физики нам должно быть известно, что различия в цветовом восприятии предметов зависят от длины световой волны. Наш глаз способен различать только довольно узкий диапазон волнового излучения, причем наиболее короткими являются волны синего цвета, а наиболее длинными – красного. Между этими двумя основными цветами лежит вся наша палитра цветового восприятия, выраженная волновым излучением в разных диапазонах.
Белый солнечный луч на самом деле состоит из волн всех цветовых диапазонов, в чем легко убедиться, пропустив его через стеклянную призму – этот школьный опыт вы наверняка помните. Для того, чтобы запомнить последовательность изменения длин волн, т.е. последовательность цветов спектра дневного света, придумана забавная фраза про охотника, которую каждый из нас выучил в школе: Каждый Охотник Желает Знать и т.д.
Поскольку красные световые волны наиболее длинные, то они меньше других подвержены рассеиванию при прохождении . Поэтому когда нужно визуально выделить какой-то предмет, используют преимущественно красный цвет, хорошо различимый издалека в любую погоду.
Поэтому запрещающий сигнал светофора или любой другой световой сигнал предупреждения об опасности – это красный, а не зеленый или синий цвет.
Почему на закате небо становится красным?
В вечерние часы перед закатом солнечные лучи падают на поверхность земли под углом, а не прямо. Им приходится преодолевать гораздо более толстый слой атмосферы, чем в дневное время, когда поверхность земли освещается прямыми лучами Солнца.
В это время атмосфера выполняет роль цветового фильтра, который рассеивает лучи практически всего видимого диапазона, кроме красных – наиболее длинных и поэтому наиболее устойчивых к помехам. Все остальные световые волны либо рассеиваются, либо поглощаются частицами водяных паров и пыли, присутствующими в атмосфере.
Чем ниже опускается Солнце по отношению к горизонту, тем более толстый слой атмосферы приходится преодолевать световым лучам. Поэтому их цвет все больше смещается в сторону красной части спектра. С этим явлением связана народная примета, говорящая о том, что красный закат предвещает сильный ветер на следующий день.
Ветер зарождается в высоких слоях атмосферы и на большом удалении от наблюдателя. Косые солнечные лучи высвечивают наметившуюся зону атмосферного излучения, в которой намного больше пыли и паров, чем в спокойной атмосфере. Поэтому перед ветреным днем мы видим особенно красный, яркий закат.
Почему днем небо голубое?
Различиями в длине световых волн объясняется и чистая синева дневного неба. При падении солнечных лучей прямо на поверхность земли преодолеваемый ими слой атмосферы имеет наименьшую толщину.
Рассеяние световых волн происходит при их столкновении с молекулами газов, составляющих воздух, и в этой ситуации наиболее устойчивым оказывается коротковолновой световой диапазон, т.е. синие и фиолетовые световые волны. В погожий безветренный день небо приобретает удивительную глубину и синеву. Но почему мы тогда видим синий, а не фиолетовый цвет неба?
Дело в том, что клетки человеческого глаза, отвечающие за цветовосприятие, намного лучше воспринимают синий, чем фиолетовый цвет. Все же фиолетовый слишком близок к границе диапазона восприятия.
Вот почему небо мы видим ярко-синим, если в атмосфере отсутствуют рассеивающие компоненты, кроме молекул воздуха. Когда в атмосфере появляется достаточно большое количество пыли – например, жарким летом в городе – небо будто выцветает, теряя свою яркую синеву.
Серое небо непогоды
Теперь понятно, почему осеннее ненастье и зимняя слякоть делают небо беспросветно серым. Большое количество водяных паров в атмосфере приводят к рассеиванию всех без исключения компонентов белого светового луча. Световые лучи дробятся в мельчайших капельках и молекулах воды, теряя свое направление и смешиваясь по всему диапазону спектра.
Поэтому до поверхности доходят световые лучи, будто пропущенные через гигантский рассеивающий плафон. Мы воспринимаем это явление как серовато-белый цвет неба. Стоит удалить влагу из атмосферы, как небосвод вновь становится ярко-синим.
Почитайте вот это:
6 ноября 2011 г. Закат над Лос-Анджелесом был почти кроваво-красным и Солнце было огромным. Ярко оранжево-красным было и небо, окружающее Солнце. Это было потрясающее зрелище. Люди останавливались на дороге, чтобы его понаблюдать. Я полагаю, это Планета X, подходящая все ближе? И покраснение произошло из-за хвоста, а увеличение Солнца также из-за красного цвета пыли? [и от другого] 5 ноября 2011 г. Эта фотография была сделана незадолго до восхода солнца вблизи Кокомо, штат Индиана. С конца лета прошлого года я часто видел такие розовые облака, как эти, и все более кроваво-красное предрассветное небо в ясные дни. 3 ноября 2011 г. Эта фотография в пасмурный день была снята примерно через час после восхода солнца, обратите внимание, что солнце выглядывает сквозь облака, и что облака вблизи горизонта розовые. Около двух с половиной часов после восхода солнца вблизи горизонта еще можно было видеть чуть розовые облака, как на этой фотографии, хотя в тот момент я не сделал еще ни одного снимка. Обычно розовый цвет исчезает вскоре после рассвета. Сегодня днем было пасмурно и я заметил, что облака становятся розовыми за пару часов до захода солнца. Если хвост Планеты X начал достигать Земли, не будут ли облака становиться в дневное время более розовыми или небо — более красным, когда оно немного затуманено и пасмурно?
Человечество привыкло к тому, что восходящее и заходящее Солнце больше, чем полуденное, и Солнце на восходе и закате, а также окружающие облака имеют оранжевый цвет. Мы объясняли, что это связано с более легким отклонением света в красной области спектра, поэтому лучи красного света изгибаются прежде всего над горизонтом из-за земной гравитации, тогда как свет других участков спектра так не изгибается. Свет этой части спектра, который исходит от Солнца во всех направлениях, изгибается земной гравитацией, так что свет, обычно проходящий с обеих сторон наблюдателя на Земле, отклоняется к ее центру. Поэтому он приходит к глазу или в камеру наблюдателя как с боков, так и непосредственно по прямой линии от Солнца, рисуя более широкую картину.
Как это будет меняться по мере увеличения в атмосфере количества красной пыли из хвоста Планеты X? Очевидно, что любой свет, проникающий через атмосферу, будет все больше смещаться в красную область светового спектра. Пыль выглядит красной, потому что она в основном отражает лучи света красной области спектра, поглощая лучи света других участков спектра. Так каким будет эффект, учитывая, что солнечный свет, который достигает Земли, будет все больше принадлежать красной области светового спектра? Конечно, красные полярные сияния в Северной Америке наблюдались в последнее время отчасти из-за гравитационного танца между Землей и Планетой X. Будут ли возникатьдругие искажения?
Как отметил внимательный наблюдатель, на закате Солнце кажется больше, чем обычно. Если свет красного спектра после покидания Солнца отклоняется к Земле, что будет делать с этими лучами света, идущими Солнца к Земле, увеличившееся в земной атмосфере количество красной пыли? Можно ожидать их дополнительное отклонение к гравитационному центру Земли, с еще большим кажущимся размером Солнца на восходе и закате. Могут быть искажены размеры всех планетарных объектов. Луна может казаться больше и, таким образом, ближе, порой тревожа наблюдателей. У властей не будет для этого никакого объяснения, и они, как обычно, замолкнут, ничего не предложив. НАСА и эксперты будут еще больше оконфужены, а более встревоженные люди начнут рыскать по интернету в поисках ответов, поскольку красная пыль упоминается в пророчествах о Конце Света, и ее появление нельзя будет скрыть.
Иногда ночью мы имеем возможность наблюдать такое явление, при котором небо кажется недостаточно темным. И сегодня мы рассмотрим вопросы о том, почему ночью светлое небо.
Почему зимой ночью светло
В зимний период года мы привыкли не только к тому, что темнеть начинает значительно раньше, чем летом, но и к тому, что погода обычно такая, что даже в дневное время суток световой день кажется менее светлым. Несмотря на это, иногда мы имеем возможность наблюдать достаточно светлые ночи, поэтому и нужно рассмотреть вопрос о том, почему небо ночью бывает светлое зимой.
Причин более светлого неба ночью может быть две:
- Если вы заметили, что ночь не такая темная как всегда, а на улице при этом наблюдаются осадки в виде снега, можете быть уверены, что именно снег и является причиной такого светлого неба. Снежинки отражают свет фонарей, а также лунный свет, за счет чего возникает иллюзия более освещенного ночного неба;
- Если же небо достаточно светлое, а осадков не наблюдается, тогда причиной подобному явлению можно считать сильную и низкую облачность. Обратите внимание на тучи и облака – они находятся ниже обычного. По этой причине, в качестве отражателей света с земли выступают именно облака, что и приводит к возникновению иллюзии светлого неба.
Почему ночью светло как днем
Если же, задаваясь вопросом о ночном освещении поверхности Земли, вы интересовались непосредственно информацией о так называемых «Белых ночах», которые наблюдаются, например, на территории Санкт-Петербурга, то в данной ситуации ответ будет совершенно другим.
Для начала стоит отметить, что наблюдаются подобные белые ночи не только на территории Санкт-Петербурга, но и во многих других участках нашей планеты. Например, вполне возможно, что кто-то будет интересоваться вопросом о том, почему в Гренландии ночью светло, поскольку там также присутствует подобное явление.
Виной возникновению подобного явления принято считать события планетарного масштаба. Дело в том, что в определенный момент времени, благодаря тому, что Земля вращается вокруг Солнца по определенной траектории, а также совершает обороты и вокруг собственной оси, наша планета находится на такой траектории, что даже в ночное время Солнце на территории, например, Санкт-Петербурга или Гренландии садится не намного ниже линии горизонта. Соответственно, даже в ночное время солнечный свет рассеивается над поверхностью Земли и на упомянутых выше территориях наблюдаются своеобразные сумерки вместо привычной ночи.
Трудно дать ответ на вопрос, почему небо голубое, а закат красный.
Почему так происходит?
Ученые несколько столетий не могли объяснить голубой цвет неба.
Из школьного курса физики все знают, что белый свет с помощью призмы можно разложить на составляющие его цвета.
Для их запоминания существует даже простая фраза:
Начальные буквы слов этой фразы позволяют запомнить порядок цветов в спектре: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый.
Ученые предположили, что голубой цвет неба вызван тем, что голубая составляющая солнечного спектра лучше всего достигает поверхности Земли, тогда как другие цвета поглощаются озоном или рассеянной в атмосфере пылью. Объяснения были достаточно интересные, но они не подтвердились опытами и расчетами.
Попытки объяснить голубой цвет неба не прекращались, и в 1899 году лорд Рэлей выдвинул теорию, наконец-то давшую ответ на этот вопрос.
Выяснилось, что голубой цвет неба вызван свойствами молекул воздуха. Какое-то количество идущих от Солнца лучей без помех достигает поверхности Земли, но основная их часть поглощается молекулами воздуха. Поглощая фотоны, молекулы воздуха заряжаются (возбуждаются) и уже сами испускают фотоны. Но эти фотоны имеют другую длину волны, при этом среди них преобладают фотоны, дающие голубой цвет. Именно поэтому небо выглядит голубым: чем более солнечный стоит день и чем меньше облачности, тем более насыщенным становится этот голубой цвет неба.
Но если небо голубое, то почему во время заката оно окрашивается в багровые тона? Причина этого очень проста. Красная составная часть солнечного спектра гораздо хуже поглощается молекулами воздуха, чем остальные цвета. Днем солнечные лучи входят в атмосферу Земли под углом, напрямую зависящим от широты, на которой находится наблюдатель. На экваторе этот угол будет близок к прямому, ближе к полюсам он будет уменьшаться. По мере движения Солнца, слой воздуха, который надо пройти световым лучам, до того как достигнуть глаза наблюдателя, увеличивается — ведь Солнце уже не над головой, а клонится к горизонту. Толстый слой воздуха поглощает основную часть лучей солнечного спектра, но красные лучи достигают наблюдателя почти без потерь. Именно поэтому закат выглядит красным.
Наслаждаясь незабываемым восходом или закатом солнца, как на фото выше, вы когда-нибудь задумывались, почему небо приобретает такие красочные оттенки, когда солнце находится на горизонте? Всё дело в расстоянии, которое свет должен преодолеть, чтобы мы могли его увидеть.
Во время восхода и заката солнца, когда оно расположено близко к горизонту, лучам солнечного света необходимо пройти почти на 30 процентов больше пространства атмосферы, чем в течении дня, а также пробиться через большее количество крупных атмосферных частиц (к примеру, пыль или водяной пар), прежде чем попасть в наше поле зрения.
Короткие фиолетовые и синие волны рассеиваются, а более длинные (желтые, оранжевые и красные) остаются на небе. Красный цвет образуется при воздействии наиболее длинных волн, поэтому, когда солнце находится на горизонте, оно становится красным.