Почему небо голубое?

Приглашаем всех, кто любит природу, в яркий, красочный, а порой загадочный мир световых явлений в атмосфере нашей планеты.

Мир солнечного света, воспринимаемый нашим органом зрения, огромен, разнообразен, неисчерпаем. Все удивительное богатство форм предметов, их цветовых тонов, оттенков, которое мы встречаем в окружающей нас природе на Земле, в атмосфере, - все породили Солнце и глаз человека!

Мы расскажем о таких знакомых явлениях, как радуга, большие и малые круги вокруг Солнца или Луны, полярные сияния, миражи. Вы узнаете и о явлениях, которые не видели не потому, что они редко возникают, а просто потому, что не знали, где, когда и на что надо смотреть.

Давайте вместе посмотрим на небо! Как разнообразно оно и каждый раз по-своему удивительно красиво!

Солнце - источник света.

Почему небо голубое? Почему Солнце красное? Эти вопросы возникали перед человеком с давних времен. Чтобы получить правильное объяснение этих явлений потребовались усилия многих ученых. Проведенные  эксперименты со светом привели к выводу – искать причину голубого цвета неба в рассеянии солнечных лучей в атмосфере. Рассмотрим все по порядку.   Мы живем в мире солнечного света. Солнце-главный источник энергии на Земле и главный источник освещения земной поверхности.

Это интересно!

Фотосфера (слой, излучающий свет) образует видимую поверхность Солнца.

Скорость распространения света в пустоте, как и других видов лучистой энергии, самая большая в природе: 299 792 км/с и не зависит от длины волны.

Луч света летит от Солнца к Земле 8 минут 20 секунд.

Солнце белого цвета.  Желтые, оранжевые  тона  ему дает природное явление «атмосферное рассеивание».

Видимый свет — это энергия той части спектра электромагнитного излучения, которую мы способны воспринимать глазами, то есть видеть. Вот так все просто. Световые лучи включают в себя большое количество волн разной длины. Каждый цвет – это волна определенной длины. Красный свет – самая длинная волна из видимых человеку. Затем идет оранжевый цвет, за которым следует желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый, имеющий самую короткую длину волны.

Рэлеевское рассеяние

Первым, кто создал стройную, строгую математическую теорию молекулярного рассеивания света в атмосфере, был английский ученый Рэлей. Попробуем кратко объяснить теорию Рэлея. Световой поток распространяется в некоторой среде, например атмосфере. На его пути встречается малая частица, размер которой существенно меньше длины падающей волны.

Роль рассеяния света трудно переоценить. Она огромна. Свет от самых разнообразных источников рассеивается в атмосфере постоянно и повсеместно. Рассеянный свет мы видим ежедневно в самых разнообразных проявлениях: голубой купол небосвода, красочные зори. Световые явления: радуги, глории, нимбы, круги, дуги гало обязаны своим происхождением рассеянию света. Благодаря рассеянию света в атмосфере переход ото дня к ночи и от ночи ко дню совершается не мгновенно, а растягивается на некоторый промежуток времени.

Закон Рэлея наглядно и убедительно объяснил загадку голубого неба.

Прямой солнечный свет (т.е. свет, исходящий непосредственно от солнечного диска), теряя за счет рассеяния в основном синие и фиолетовые лучи, приобретает слабый желтоватый оттенок, который усиливается при опускании Солнца к горизонту. Теперь лучам приходится проходить в атмосфере все больший и больший путь. На длинном пути потери коротковолновых, т.е. фиолетовых, синих, голубых, лучей становятся все более заметными, и в прямом свете Солнца или Луны до поверхности Земли доходят преимущественно длинноволновые лучи – красные, оранжевые, желтые. Поэтому цвет Солнца и Луны становится сначала желтым, затем оранжевым и красным. Красный цвет Солнца и голубой цвет неба – это два следствия одного и того же процесса рассеивания.

Околосолнечный ореол

Основной максимум яркости неба всегда наблюдается около Солнца. Это так называемый околосолнечный ореол. Он представляет собой довольно яркое, белесого цвета кольцо на безоблачном небе вокруг Солнца. Голубое небо начинается за пределами ореола. Угловая ширина кольца до 10-12˚, вспомним, что угловой диаметр Солнца немного больше полуградуса  (32ˈ). Увидеть ореол незащищенным глазом нельзя – мешает слепящая яркость диска Солнца. Ореол удобно наблюдать через солнечные очки или дымчатое стекло.