Tekst rada je postavljen bez slika i formula.
Puna verzija rad je dostupan u kartici "Radni fajlovi" u PDF formatu

1. Uvod.

Igrajući se na ulici, jednom sam skrenuo pažnju na nebo, bilo je neobično: bez dna, beskrajno i plavo, plavo! I samo su oblaci blago prekrili ovu plavu boju. Pitao sam se zašto je nebo plavo? Odmah sam se setio pesme lisice Alise iz bajke o Pinokiju "Kakvo plavo nebo...!" i čas geografije, gdje smo, proučavajući temu „Vrijeme“, opisali stanje neba, a takođe rekli da je plava boja. Pa, zašto je nebo plavo? Kada sam stigla kući, pitala sam majku ovo pitanje. Rekla mi je da ljudi kada plaču traže pomoć od neba. Nebo im oduzima suze, pa se plavi kao jezero. Ali priča moje majke nije zadovoljila moje pitanje. Odlučio sam da pitam svoje kolege iz razreda i nastavnike da li znaju zašto je nebo plavo? U anketi su učestvovala 24 učenika i 17 nastavnika. Nakon obrade upitnika dobijeni su sljedeći rezultati:

U školi, na času geografije, postavio sam učiteljici ovo pitanje. Odgovorila mi je da se boja neba može lako objasniti u smislu fizike. Ova pojava se naziva disperzija. Sa Wikipedije sam naučio da je disperzija proces razlaganja svjetlosti u spektar. Nastavnica geografije Larisa Borisovna predložila mi je da ovaj fenomen posmatram empirijski. I otišli smo u kabinet fizike. Vasilij Aleksandrovič, nastavnik fizike, rado je pristao da nam pomogne u tome. Uz pomoć posebne opreme uspio sam pratiti kako se proces disperzije odvija u prirodi.

Kako bismo pronašli odgovor na pitanje zašto je nebo plavo, odlučili smo provesti istraživanje. Tako se rodila ideja za projekat. Sa mojim mentorom smo odredili temu, svrhu i ciljeve studije, postavili hipotezu, odredili metode istraživanja i mehanizme za realizaciju naše ideje.

Hipoteza: Sunce šalje svetlost na Zemlju i najčešće, kada ga pogledamo, čini nam se blistavo belo. Da li to znači da nebo treba da bude belo? Ali nebo je zapravo plavo. U toku studije naći ćemo objašnjenja za ove kontradikcije.

Target: pronađite odgovor na pitanje zašto je nebo plavo i saznajte šta određuje njegovu boju.

Zadaci: 1. Upoznajte se sa teorijski materijal na ovu temu

2. Eksperimentalno proučiti fenomen disperzije svjetlosti

3. Posmatrajte boju neba drugačije vrijeme dana i po različitom vremenu

Predmet proučavanja: nebo

Predmet: svetlost i boja neba

Metode istraživanja: analiza, eksperiment, posmatranje

Faze rada:

1. Teorijski

2. Praktično

3. Završni: zaključci o temi istraživanja

Praktični značaj rada: istraživački materijali se mogu koristiti u nastavi geografije i fizike kao modul učenja.

2. Glavni dio.

2.1. Teorijski aspekti Problemi. Fenomen plavo nebo u smislu fizike

Zašto je nebo plavo - vrlo je teško pronaći odgovor na tako jednostavno pitanje. Prvo, hajde da definišemo koncept. Nebo je prostor iznad Zemlje ili površine bilo kojeg drugog astronomski objekat. Općenito, nebo se obično naziva panoramom koja se otvara kada se gleda sa površine Zemlje (ili drugog astronomskog objekta) u pravcu svemira.

Mnogi naučnici su mučili mozak u potrazi za odgovorom. Leonardo da Vinci je, posmatrajući vatru u kaminu, napisao: "Svjetlost nad tamom postaje plava." Ali danas je poznato da fuzija bijele i crne daje sivu.

Rice. 1. Hipoteza Leonarda da Vincija

Isaac Newton je skoro objasnio boju neba, međutim, za to je morao priznati da kapi vode sadržane u atmosferi imaju tanke zidove poput mjehurića od sapunice. Ali pokazalo se da su ove kapi kugle, što znači da nemaju debljinu zida. Dakle, Newtonov balon je pukao!

Rice. 2. Newtonova hipoteza

Najbolje rješenje problema prije oko 100 godina predložio je engleski fizičar Lord John Rayleigh. Ali počnimo od početka. Sunce blistavo zrači Bijelo svjetlo, tako da bi boja neba trebala biti ista, ali je i dalje plava. Šta se dešava sa bijelom svjetlošću u atmosferi? Prolazeći kroz atmosferu, kao kroz prizmu, raspada se u sedam boja. Vjerovatno znate ove stihove: svaki lovac želi znati gdje fazan sjedi. Sakriveno u ovim prijedlozima duboko značenje. One predstavljaju primarne boje u spektru vidljive svjetlosti.

Rice. 3. Spektar bijele svjetlosti.

Najbolji prirodni prikaz ovog spektra je, naravno, duga.

Rice. 4 Spektar vidljive svjetlosti

Vidljiva svjetlost jeste elektromagnetno zračenje koji imaju različite talasne dužine. Postoji i nevidljiva svjetlost koju naše oči ne opažaju. To su ultraljubičasta i infracrvena. Ne možemo ga vidjeti jer je dužina ili predugačka ili prekratka. Videti svetlost znači uočiti njenu boju, ali koju boju ćemo videti zavisi od talasne dužine. Najduže vidljive talasne dužine su crvene, a najkraće talasne dužine su ljubičaste.

Sposobnost svjetlosti da se rasprši, odnosno da se širi u mediju, također zavisi od talasne dužine. Crveni svetlosni talasi rasipaju najgore od svega, ali plave i ljubičaste boje imaju visoka sposobnost do disperzije.

Rice. 5. Sposobnost svjetlosti da se rasprši

I konačno, približili smo se odgovoru na naše pitanje, zašto je nebo plavo? Kao što je gore spomenuto, Bijela boja je mješavina svih mogućih boja. pri sudaru sa molekulom gasa, svaka od sedam komponenti boje bele svetlosti se raspršuje. U ovom slučaju, svjetlost sa dužim talasnim dužinama se raspršuje lošije od svetlosti sa kratkim talasnim dužinama. Zbog toga u zraku ostaje 8 puta više plavog spektra nego crvenog. Iako ljubičasta ima najkraću valnu dužinu, nebo i dalje izgleda plavo zbog mješavine ljubičastih i zelenih valova. Osim toga, naše oči bolje percipiraju plavu nego ljubičastu, s istom svjetlinom oba. Ove činjenice određuju sema boja nebo: atmosfera je bukvalno ispunjena zracima plavo-plave boje.

Međutim, nebo nije uvijek plavo. Tokom dana vidimo nebo plavo, plavo, sivo, uveče - crveno (Prilog 1). Zašto je zalazak sunca crven? Tokom zalaska Sunce, Sunce se približava horizontu, a sunčev snop je usmjeren na površinu Zemlje ne okomito, kao danju, već pod uglom. Dakle, put koji prolazi kroz atmosferu je dug Štaviše da prolazi tokom dana kada je sunce visoko. Zbog toga se plavo-plavi spektar apsorbuje u atmosferi prije nego što stigne do Zemlje, a duži svjetlosni valovi crvenog spektra dopiru do površine Zemlje, bojeći nebo u crvene i žute tonove. Promjena boje neba je jasno povezana sa rotacijom Zemlje oko svoje ose, što znači upadni ugao svjetlosti na Zemlju.

2.2. Praktični aspekti. Eksperimentalan način rješavanja problema

U učionici fizike sam se upoznao sa spektrografskim uređajem. Vasilij Aleksandrovič, nastavnik fizike, rekao mi je princip rada ovog uređaja, nakon čega sam samostalno proveo eksperiment nazvan disperzija. Snop bijele svjetlosti koji prolazi kroz prizmu se lomi i vidimo dugu na ekranu (Dodatak 2). Ovo iskustvo mi je pomoglo da shvatim kako se ova nevjerovatna kreacija prirode pojavljuje na nebu. Uz pomoć spektrografa, naučnici danas mogu dobiti informacije o sastavu i svojstvima razne supstance.

Slika 1. Demonstracija iskustva disperzije u

učionica fizike

Htjela sam i kod kuće nabaviti dugu. Moja nastavnica geografije, Larisa Borisovna, rekla mi je kako da to uradim. Staklena posuda s vodom, ogledalo, baterijska lampa i bijeli list papira postali su analogni spektrografu. Stavili smo ogledalo u posudu s vodom, iza posude stavili bijeli list papira. Svjetlost baterijske lampe usmjeravamo na ogledalo tako da reflektirana svjetlost pada na papir. Na komadu papira ponovo se pojavila duga! (Dodatak 3). Eksperiment je najbolje izvesti u zamračenoj prostoriji.

Već smo rekli iznad da bijela svjetlost, zapravo, već sadrži sve dugine boje. Uvjerite se u to i, kako biste prikupili sve boje natrag u bijelo, možete napraviti dugini vrh (Dodatak 4). Ako ga snažno okrećete, boje će se spojiti i disk će postati bijeli.

Uprkos naučno objašnjenje formiranje duge, ovaj fenomen ostaje jedan od misterioznih optičkih spektakla u atmosferi. Gledajte i uživajte!

3. Zaključak

U potrazi za odgovorom na tako često pitane roditelje pitanje za bebu"Zašto je nebo plavo?" Naučio sam mnogo zanimljivih i poučnih stvari za sebe. Kontradikcije u našoj hipotezi danas imaju naučno objašnjenje:

Cijela tajna je u boji neba u našoj atmosferi - u vazdušna školjka Planeta Zemlja.

Bijeli zrak sunca, prolazeći kroz atmosferu, raspada se na zrake od sedam boja.

Crveni i narandžasti zraci su najduži, dok su plavi najkraći.

Plavi zraci manje dopiru do Zemlje od drugih i zahvaljujući tim zracima nebo je prožeto plavetnilom.

Nebo nije uvijek plavo i to je zbog toga aksijalno kretanje Zemlja.

Empirijski smo bili u mogućnosti da vizualiziramo i razumijemo kako se disperzija događa u prirodi. Na čas nastave u školi sam svojim drugarima iz razreda govorio zašto je nebo plavo. Također je bilo zanimljivo znati gdje se kod nas može uočiti fenomen disperzije Svakodnevni život. Našao sam nekoliko praktičnih upotreba za ovo jedinstven fenomen (Dodatak 5). U budućnosti bih volio dalje proučavati nebo. Koliko je još prepun misterija? Koje se pojave još uvijek događaju u atmosferi i kakva je njihova priroda? Kako oni utiču na ljude i sva živa bića na Zemlji? Možda će to biti tema mog budućeg istraživanja.

Bibliografija

1. Wikipedia - slobodna enciklopedija

2. L.A. Malikov. Elektronski priručnik iz fizike "Geometrijska optika"

3. Peryshkin A.V. fizika. 9. razred Udžbenik. M.: Drfa, 2014, str.202-209

4.http;/www. voprosy-kak-ipochemu.ru

5. Lična arhiva fotografija "Nebo nad Golyshmanovo"

Prilog 1.

"Nebo iznad Golyshmanova"(lična arhiva fotografija)

Dodatak 2

Disperzija svjetlosti pomoću spektrografa

Dodatak 3

Disperzija svjetlosti kod kuće

"duga"

Dodatak 4

rainbow top

Vrh u mirovanju Vrt tokom rotacije

Dodatak 5

Disperzija u životu osobe

Diamond Lights u avionu

farovi automobila

Reflektivni znakovi

Ali koliko ih postoji različite bojeŠta čini stvari oko nas obojenim? I naučna saznanja Na mnoga od ovih pitanja se već može odgovoriti. Na primjer, objasnite boja neba.

Za početak je potrebno spomenuti velikog Isaka Njutna koji je posmatrao raspadanje belog Sunca tokom njegovog prolaska kroz staklena prizma. Ono što je video sada se zove fenomen disperzija, i sama slika u više boja - spektra. Rezultirajuće boje su tačno odgovarale duginim bojama. Odnosno, Njutn je posmatrao dugu u laboratoriji! Upravo zahvaljujući njegovim eksperimentima krajem 18. stoljeća ustanovljeno je da je bijela svjetlost mješavina različitih boja. Štaviše, isti Newton je dokazao da ako se svjetlost razložena u spektar ponovo pomiješa, onda će se dobiti bijela svjetlost. U 19. veku je pokazano da se svetlost širi sa velika brzina pri 300.000 km/s elektromagnetnih talasa. A već početkom prošlog stoljeća ovo znanje je dopunjeno idejom o kvantu svjetlosti - foton. Dakle, svjetlost ima dvostruku prirodu - i valove i čestice. Ovo ujedinjenje postalo je objašnjenje mnogih fenomena, posebno spektra toplotnog zračenja zagrijanih tijela. Takav kakav je naš.

Nakon ovog uvoda, vrijeme je da pređemo na našu temu. Plava boja neba... Ko joj se bar par puta u životu nije divio! Ali je li tako lako reći da je za to krivo raspršivanje svjetlosti u atmosferi? I zašto onda boja neba nije plava na svjetlu puni mjesec? A zašto plava boja nije ista na svim dijelovima neba? Šta se dešava sa bojom neba prilikom izlaska i zalaska sunca? Uostalom, može biti i žuta, i ružičasta, pa čak i zelena. Međutim, to su karakteristike raspršenja. Stoga ćemo ga detaljnije razmotriti.

Objašnjenje boje neba i njegovih karakteristika pripada engleski fizičar John William Rayleigh, koji je proučavao rasipanje svjetlosti. Upravo je on istakao da je boja neba određena ovisnošću raspršenja o frekvenciji svjetlosti. Zračenje Sunca, padajući u njega, stupa u interakciju s molekulima plinova koji čine zrak. A pošto se energija svetlosnog kvanta - fotona povećava sa smanjenjem talasne dužine svetlosnog talasa, tada najviše jak uticaj na molekule gasa, tačnije, na elektrone u tim molekulima, fotone plavog i ljubičastog dela svjetlosnog spektra. Ulazim prisilne vibracije, elektroni vraćaju u obliku fotona zračenja energiju uzetu iz svjetlosnog vala. Samo se ti sekundarni fotoni već emituju u svim smjerovima, a ne samo u smjeru izvorno upadne svjetlosti. Ovo će biti proces raspršivanja svjetlosti. Osim toga, mora se uzeti u obzir stalno kretanje zraka i fluktuacije njegove gustine. Inače bismo vidjeli crno nebo.

A sada da se vratimo na termičko zračenje tel. Energija u njegovom spektru je neravnomjerno raspoređena i opisana je na osnovu zakona koje je ustanovio njemački fizičar Wilhelm Wien. Spektar našeg Sunca će biti jednako neujednačen iza energija fotona. Odnosno, biće mnogo manje fotona iz njegovog ljubičastog dela nego fotona iz njegovog plavog, a još više plavog. Ako uzmemo u obzir i fiziologiju vida, odnosno maksimalnu osjetljivost našeg oka na plavo-zelenu boju, onda na kraju imamo plavo ili plavo nebo.

Treba uzeti u obzir da što je duži put sunčevog zraka u atmosferi, manje fotona koji nisu u interakciji iz plavog i plavog spektralnog područja ostaje u njoj. Zbog toga je boja neba neujednačena, a jutarnje ili večernje boje su žutocrvene zbog dugog puta svjetlosti kroz atmosferu. Osim toga, prašina, dim i druge čestice sadržane u zraku također uvelike utiču na raspršivanje svjetlosti u atmosferi. Na ovu temu može se prisjetiti poznatih londonskih slika. Ili sećanja na katastrofu iz 1883. godine, koja se dogodila tokom erupcije vulkana Krakatoa. Pepeo iz erupcije, koji je pao u atmosferu, izazvao je plavičastu boju Sunca u mnogim zemljama. Pacific region, kao i crvene zore uočene širom Zemlje. Ali ovi efekti su već objašnjeni drugom teorijom - teorijom raspršenja česticama srazmjernim talasnoj dužini svjetlosti. Ovu teoriju svijetu je predložio njemački fizičar Gustav Mie. glavna ideja ee - takve čestice zbog svoje relativno velike veličine raspršuju crvenu svjetlost više nego plavu ili ljubičastu.

Dakle, boja neba nije samo izvor inspiracije za pjesnike i umjetnike, već posljedica suptilnog fizički zakoni, koji je uspio otkriti ljudski genij.

HIPOTEZA: Plan rada: Proučiti šta je svjetlost; Istražiti promjenu boje prozirnog medija iz ugla upada svjetlosnih zraka; Dajte naučno objašnjenje za uočeni fenomen Promjene u boji neba povezane su sa uglom svjetlosnih zraka koji ulaze u Zemljinu atmosferu.

Teoretski dio Svi su vidjeli kako svjetlucaju sve dugine boje, ivice kristala, male kapljice rose. Šta se dešava? Na kraju krajeva, zraci bijele sunčeve svjetlosti padaju na prozirna bezbojna tijela. Ovi fenomeni su poznati ljudima od davnina. Dugo se vjerovalo da je bijela svjetlost najjednostavnija, a stvorene boje jesu posebna svojstva neki tel.

1865 James Maxwell. Stvorio teoriju elektromagnetnih talasa. Svjetlost je EMW godina. Heinrich Hertz je otkrio način za kreiranje i distribuciju EMW-a.

Svjetlost su elektromagnetski valovi, koji su skup valova različitih dužina. Sa našom vizijom, mi percipiramo mali interval EMW dužina kao svjetlost. Zajedno, ovi talasi nam daju belu svetlost. A ako odaberemo neki dio valova iz ovog intervala, onda ih percipiramo kao svjetlost s nekom bojom. Ukupno ima sedam osnovnih boja.

Tok eksperimenta: Napunimo posudu (akvarij) vodom; Dodajte malo mlijeka u vodu (ovo su čestice prašine) Usmjeravamo svjetlo iz baterijske lampe odozgo na vodu; Ovo je boja neba u podne. Promijenite ugao upada svjetlosti na vodu od 0 do 90. Posmatrajte promjenu boje.

Zaključak: Promjena boje neba zavisi od ugla pod kojim svjetlosni zraci ulaze u Zemljinu atmosferu. Boja neba se tokom dana menja od plave do crvene. A kada svjetlost ne uđe u atmosferu, tada na ovom mjestu na Zemlji pada noć. Noću, kada je vreme povoljno, do nas stiže svetlost udaljenih zvezda i Mesec sija reflektovanom svetlošću.

Svi smo navikli na činjenicu da je boja neba promjenjiva karakteristika. Magla, oblaci, doba dana - sve utiče na boju kupole iznad glave. Njegova svakodnevna promjena ne zaokuplja umove većine odraslih, što se ne može reći za djecu. Stalno se pitaju zašto je nebo plavo u smislu fizike ili šta zalazak sunca pretvara u crveno. Pokušajmo razumjeti ova ne najjednostavnija pitanja.

promjenjiv

Vrijedi početi s odgovorom na pitanje šta je, zapravo, nebo. AT antički svijet zaista je viđen kao kupola koja pokriva Zemlju. Danas, međutim, retko ko ne zna da, koliko god da se radoznali istraživač uzdigne, neće moći doći do ove kupole. Nebo nije stvar, već panorama koja se otvara kada se gleda sa površine planete, svojevrsna pojava satkana od svjetlosti. Štaviše, ako posmatrate iz različite tačke, može izgledati drugačije. Dakle, sa onoga što se podiglo iznad oblaka, otvara se potpuno drugačiji pogled nego sa zemlje u ovom trenutku.

Vedro nebo je plavo, ali čim nalete oblaci postaje sivo, olovno ili prljavo bijelo. Noćno nebo je crno, ponekad se na njemu mogu vidjeti crvenkaste površine. Ovo je odraz vještačke rasvjete grada. Razlog za sve takve promjene je svjetlost i njena interakcija sa zrakom i česticama raznih tvari u njemu.

Priroda boje

Da biste odgovorili na pitanje zašto je nebo plavo sa stanovišta fizike, morate se sjetiti koja je boja. To je talas određene dužine. Svetlost koja dolazi sa Sunca na Zemlju se vidi kao bijela. Čak se i iz Njutnovih eksperimenata zna šta je snop od sedam zraka: crvene, narandžaste, žute, zelene, plave, indigo i ljubičaste. Boje se razlikuju po talasnoj dužini. Crveno-narandžasti spektar uključuje talase koji su najimpresivniji u ovom parametru. delove spektra karakteriše kratka talasna dužina. Do raspadanja svjetlosti u spektar dolazi kada se ona sudari s molekulima različitih tvari, pri čemu se dio valova može apsorbirati, a dio raspršiti.

Istraga uzroka

Mnogi naučnici su pokušali da objasne zašto je nebo plavo u smislu fizike. Svi istraživači su nastojali otkriti fenomen ili proces koji raspršuje svjetlost u atmosferi planete na takav način da do nas dopire samo plava. Prvi kandidati za ulogu takvih čestica bile su vode. Vjerovalo se da upijaju crvenu svjetlost i prenose plavu svjetlost, te kao rezultat vidimo plavo nebo. Naknadni proračuni su, međutim, pokazali da količina ozona, ledenih kristala i molekula vodene pare koja se nalazi u atmosferi nije dovoljna da nebu da plavu boju.

Razlog zagađenja

U sljedećoj fazi istraživanja, John Tyndall je sugerirao da ulogu željenih čestica igra prašina. Plava svjetlost ima najveću otpornost na rasipanje, pa je stoga sposobna proći kroz sve slojeve prašine i drugih suspendiranih čestica. Tyndall je izveo eksperiment koji je potvrdio njegovu pretpostavku. Napravio je model smoga u laboratoriji i osvijetlio ga jarkom bijelom svjetlošću. Smog je poprimio plavu nijansu. Naučnik je iz svoje studije došao do nedvosmislenog zaključka: boju neba određuju čestice prašine, odnosno ako je Zemljin zrak čist, onda je iznad glava ljudi sijalo ne plavo, već bijelo nebo.

Gospodova studija

Završnu tačku na pitanje zašto je nebo plavo (sa stanovišta fizike) postavio je engleski naučnik lord D. Rayleigh. Dokazao je da nije prašina ili smog ono što boji prostor iznad naših glava u nama poznatu nijansu. To je u samom vazduhu. Molekuli gasa apsorbuju najveće, a prvenstveno najduže talasne dužine ekvivalentne crvenoj. Plavo se raspršuje. Upravo to danas objašnjava kakve boje nebo vidimo po vedrom vremenu.

Pažljivi će primijetiti da bi, slijedeći logiku naučnika, kupola iznad glave trebala biti ljubičasta, jer upravo ta boja ima najkraću talasnu dužinu u vidljivom opsegu. Međutim, to nije greška: udio ljubičaste boje u spektru je mnogo manji od plave, a ljudsko oko je osjetljivije na potonju. Zapravo, plava koju vidimo je rezultat miješanja plave sa ljubičastom i nekim drugim bojama.

zalasci sunca i oblaci

Svi znaju da u različito doba dana možete vidjeti različite boje nebo. Fotografije najljepših zalazaka sunca nad morem ili jezerom odlična su ilustracija toga. Sve vrste nijansi crvene i žute u kombinaciji s plavom i tamnoplavom čine takav spektakl nezaboravnim. I to se objašnjava istim rasipanjem svjetlosti. Činjenica je da tokom zalaska sunca i svitanja, sunčeve zrake moraju da savladaju mnogo duži put kroz atmosferu nego u jeku dana. U ovom slučaju se raspršuje svjetlost plavo-zelenog dijela spektra različite strane a oblaci blizu horizonta postaju crvenkasti.

Kada oblaci prekriju nebo, slika se potpuno menja. nije u stanju da savlada gusti sloj, i večina jednostavno ne dopiru do zemlje. Zraci koji su uspjeli proći kroz oblake susreću se sa vodenim kapima kiše i oblacima, koji opet iskrivljuju svjetlost. Kao rezultat svih ovih transformacija, bijela svjetlost dopire do Zemlje ako su oblaci male veličine, a siva kada impresivni oblaci prekriju nebo, po drugi put upijajući dio zraka.

Drugo nebo

Zanimljivo, na drugim planetama Solarni sistem kada se posmatra sa površine, može se videti nebo, veoma različito od zemlje. Na svemirski objekti lišeni atmosfere, sunčeve zrake slobodno dopiru do površine. Kao rezultat, nebo je ovdje crno, bez ikakve nijanse. Takva slika se može vidjeti na Mjesecu, Merkuru i Plutonu.

Marsovsko nebo ima crveno-narandžastu nijansu. Razlog tome leži u prašini koja je zasićena atmosferom planete. Oslikana je u različitim nijansama crvene i narandžaste. Kada se Sunce izdigne iznad horizonta, Marsovo nebo postaje ružičasto-crveno, dok njegov dio koji neposredno okružuje disk zvijezde izgleda plavo ili čak ljubičasto.

Nebo iznad Saturna je iste boje kao na Zemlji. Akvamarinsko nebo se prostire iznad Urana. Razlog leži u metanskoj izmaglici koja se nalazi na gornjim planetama.

Venera je skrivena od očiju istraživača gustim slojem oblaka. Ne dozvoljava zracima plavo-zelenog spektra da dođu do površine planete, tako da je nebo ovdje žuto-narandžasto sa sivom prugom duž horizonta.

Proučavanje dnevnog prostora iznad glave ne otkriva ništa manje čuda od proučavanja zvjezdanog neba. Razumijevanje procesa koji se odvijaju u oblacima i iza njih pomaže razumjeti razloge stvari koje su običnoj osobi prilično poznate, a koje, međutim, ne mogu svi odmah objasniti.

Jednostavno objašnjenje

šta je nebo?

Nebo je beskonačno. Za bilo koju naciju nebo je simbol čistoće, jer se vjeruje da tamo živi sam Bog. Ljudi, okrećući se prema nebu, traže kišu, ili obrnuto za sunce. Odnosno, nebo nije samo vazduh, nebo je simbol čistoće i čistoće.

nebo - to je samo vazduh, taj običan vazduh koji udišemo svake sekunde, onaj koji se ne može videti i dodirnuti, jer je providan i bestežinski. Ali mi udišemo prozirni vazduh, zašto on dobija tako plavu boju iznad glave? Vazduh sadrži nekoliko elemenata, azot, kiseonik, ugljen-dioksid, vodena para, razne čestice prašine koje su stalno u pokretu.

Sa stanovišta fizike

U praksi, kako kažu fizičari, nebo je samo vazduh, obojen sunčevim zracima. Jednostavno rečeno, sunce sija na Zemlju, ali za to sunčevi zraci moraju proći kroz ogroman sloj vazduha koji bukvalno obavija Zemlju. I tako, kao što sunčeva zraka ima mnogo boja, odnosno sedam duginih boja. Za one koji ne znaju, vrijedi podsjetiti da su sedam duginih boja crvena, narandžasta, žuta, zelena, plava, indigo, ljubičasta.

Štaviše, svaka zraka ima sve ove boje, i kada prođe kroz ovaj sloj zraka, raspršuje različite dugine boje u svim smjerovima, ali se plava boja najviše širi, zbog čega nebo dobiva plavu boju. Ukratko opisano, plavo nebo je sprej koji daje snop obojen u ovu boju.

I na mjesecu

Nema atmosfere i stoga nebo na Mesecu nije plavo, već crno. Astronauti koji idu u orbitu vide crno-crno nebo, na kojem svjetlucaju planete i zvijezde. Naravno, nebo na Mesecu izgleda veoma lepo, ali ipak ne bih želeo da vidim stalno crno nebo iznad svoje glave.

Nebo mijenja boju

Nebo nije uvek plavo, ima tendenciju da promeni boju. Vjerovatno su svi primijetili da je nekad bjelkasta, nekad plavkasto-crna... Zašto je tako? Na primjer, noću, kada sunce ne šalje svoje zrake, vidimo nebo ne plavo, atmosfera nam se čini prozirnom. A kroz prozirni vazduh čovek može da vidi planete i zvezde. A tokom dana, plava boja će ponovo pouzdano sakriti tajanstveni prostor od znatiželjnih očiju.

Razne hipoteze Zašto je nebo plavo? (hipoteze Getea, Njutna, XVIII c., Rayleigh)

Koje hipoteze nisu iznesene u različito vrijeme da bi se objasnila boja neba. Gledajući kako dim na pozadini tamnog kamina poprima plavičastu boju, Leonardo da Vinci je napisao: „...svjetlost nad tamom postaje plava, što je ljepše, to su sjajnije svjetlo i tama.“ Približno ista tačka gledišta održan Goethe, što nije bilo samo širom svijeta poznati pesnik, ali i najveći prirodnjak njegovog vremena. Međutim, ovo objašnjenje boje neba pokazalo se neodrživim, jer, kako je kasnije postalo jasno, miješanje crnog i bijelog može dati samo sive tonove, a ne boje. Plava boja dim iz kamina nastaje potpuno drugačijim procesom.

Nakon otkrića smetnji, posebno u tankim filmovima, Newton pokušao da primeni interferenciju da objasni boju neba. Da bi to učinio, morao je priznati da su kapi vode u obliku mjehurića tankih stijenki, poput mjehurića od sapuna. Ali pošto su kapljice vode sadržane u atmosferi u stvari sfere, ova hipoteza ubrzo je "pukla" poput mjehurića od sapunice.

Naučnici 18. veka Mariotte, Bouguer, Euler mislio da je plava boja neba posledica njegove sopstvene boje sastavni dijelovi zrak. Ovo objašnjenje je čak dobilo određenu potvrdu kasnije, već u 19. vijeku, kada je to ustanovljeno tečni kiseonik je plava, a tečni ozon je plav. Najbliže ispravno objašnjenje Boje neba su se pojavile OB Saussure. Vjerovao je da ako je zrak apsolutno čist, onda bi nebo bilo crno, ali zrak sadrži nečistoće koje odražavaju pretežno plavu boju (posebno vodenu paru i vodene kapljice). Do druge polovine XIX veka. nagomilano je mnoštvo eksperimentalnog materijala o raspršenju svjetlosti u tekućinama i plinovima, a posebno je otkrivena jedna od karakteristika raspršene svjetlosti koja dolazi sa neba, njena polarizacija. Arago ga je prvi otkrio i istražio. To je bilo 1809. godine. Kasnije, studije polarizacije nebeski svod bavili su se Babinet, Brewster i drugi naučnici. Pitanje boje neba toliko je privuklo pažnju naučnika da su tekući eksperimenti raspršivanja svjetlosti u tekućinama i plinovima, koji su imali mnogo šire značenje, izvođeni sa stanovišta „laboratorijske reprodukcije plave boje“. boja neba.“ Na to upućuju i naslovi radova: „Simulacija plave boje neba „Brucke ili „O plavoj boji neba, polarizacija svetlosti oblačnom materijom uopšte“ od Tyndalla. Uspeh ovih eksperimenata usmerio je misli naučnika na na pravi način-- tražiti razlog plave boje neba u rasipanje sunčeve zrake u atmosferi.

Prvi koji je stvorio vitak, strog matematička teorija molekularno rasipanje svjetlosti u atmosferi, bio je engleski naučnik Rayleigh. Vjerovao je da se raspršivanje svjetlosti ne događa na nečistoćama, kako su mislili njegovi prethodnici, već na samim molekulima zraka. Rayleighov prvi rad o rasipanju svjetlosti objavljen je 1871. godine. U svom konačnom obliku, njegova teorija raspršenja, zasnovana na elektromagnetnoj prirodi svjetlosti, do tada ustanovljena, predstavljena je u radu "O svjetlosti s neba, njena polarizacija i boja", objavljena 1899. godine za svoj rad na raspršivanju Rayleigh svjetlosti (njegova puno ime John William Strett, Lord Rayleigh III) se često naziva Rayleigh The Rayleigher, za razliku od njegovog sina, Lorda Rayleigha IV. Rayleigh IV zbog njegovog velikog doprinosa razvoju atmosferske fizike naziva se Rayleigh Atmospheric. Da bismo objasnili boju neba, navešćemo samo jedan od zaključaka Rayleighove teorije; na druge ćemo se pozvati nekoliko puta kada objašnjavamo različite optički fenomeni. Ovaj zaključak navodi da sjaj, ili intenzitet, raspršene svjetlosti varira obrnuto s četvrtom potencijom valne dužine svjetlosti koja pada na raspršenu česticu. Stoga je molekularno raspršenje izuzetno osjetljivo na najmanju promjenu talasne dužine svjetlosti. Na primjer, talasna dužina ljubičastih zraka (0,4 mikrona) je oko polovine talasne dužine crvenih zraka (0,8 mikrona). Stoga će se ljubičasti zraci raspršiti 16 puta jače od crvenih, a uz jednaki intenzitet upadnih zraka, u raspršenoj svjetlosti će ih biti 16 puta više. Sve ostale obojene zrake vidljivog spektra (plave, cijan, zelene, žute, narandžaste) bit će uključene u raspršenu svjetlost u količinama obrnuto proporcionalnim četvrtom stepenu valne dužine svake od njih. Ako se sada sve obojene raspršene zrake pomiješaju u takvom omjeru, tada će boja mješavine raspršenih zraka biti plava.

Pravo sunčeva svetlost(tj. svjetlost koja izvire direktno iz solarnog diska), gubeći uglavnom plave i ljubičaste zrake zbog raspršivanja, dobiva blagu žućkastu nijansu, koja se pojačava kako se Sunce spušta prema horizontu. Sada zraci moraju putovati sve duži i duži put u atmosferi. Na dug put gubici kratkotalasnih, odnosno ljubičastih, plavih, plavih, zraka postaju sve uočljiviji, a na direktnom svjetlu Sunca ili Mjeseca do površine Zemlje dopiru pretežno dugotalasni zraci - crveni, narandžasti, žuti. Dakle, boja Sunca i Mjeseca postaje prvo žuta, zatim narandžasta i crvena. Crvena boja Sunca i plava boja neba dvije su posljedice istog procesa raspršivanja. U direktnoj svjetlosti, nakon što prođe kroz debljinu atmosfere, ostaju uglavnom dugotalasni zraci (crveno Sunce), kratkotalasni zraci (plavo nebo) padaju u raspršenu svjetlost. Tako je Rayleighova teorija vrlo jasno i uvjerljivo objasnila zagonetku plavog neba i crvenog Sunca.

termalno molekularno rasejanje neba