Tekst rada je postavljen bez slika i formula.
Puna verzija Rad je dostupan u kartici "Datoteke rada" u PDF formatu

1. Uvod.

Igrajući se na ulici, jednom sam skrenuo pažnju na nebo, bilo je izvanredno: bez dna, beskrajno i plavo, plavo! A tek su oblaci malo prekrili ovu plavu boju. Pitao sam se zašto je nebo plavo? Odmah sam se sjetio pjesme lisice Alice iz bajke o Pinocchiu "Kakvo plavo nebo ...!" i sat geografije, gdje smo, proučavajući temu "Vrijeme", opisali stanje neba, a također smo rekli da plava boja. Dakle, zašto je nebo plavo? Kad sam došao kući, postavio sam majci ovo pitanje. Rekla mi je da kad ljudi plaču, traže pomoć od neba. Nebo im odnese suze pa se plavi kao jezero. Ali priča moje majke nije zadovoljila moje pitanje. Odlučio sam pitati svoje kolege i učitelje znaju li zašto je nebo plavo? U anketi je sudjelovalo 24 učenika i 17 nastavnika. Nakon obrade upitnika dobiveni su sljedeći rezultati:

U školi sam na satu zemljopisa postavio ovo pitanje učiteljici. Odgovorila mi je da se boja neba lako može objasniti u smislu fizike. Ova pojava se naziva disperzija. Iz Wikipedije sam naučio da je disperzija proces rastavljanja svjetlosti u spektar. Učiteljica geografije Larisa Borisovna predložila mi je da empirijski promatram ovaj fenomen. I otišli smo u kabinet fizike. Vasilij Aleksandrovič, učitelj fizike, rado nam je pristao pomoći u tome. Uz pomoć posebne opreme uspio sam pratiti kako se odvija proces raspršivanja u prirodi.

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

Hipoteza: Sunce šalje svjetlost na Zemlju i najčešće nam se, kada ga gledamo, čini blistavo bijelim. Znači li to da nebo treba biti bijelo? Ali nebo je zapravo plavo. Tijekom studije pronaći ćemo objašnjenja za te proturječnosti.

Cilj: pronađite odgovor na pitanje zašto je nebo plavo i saznajte što određuje njegovu boju.

Zadaci: 1. Upoznajte se s teorijsko gradivo na ovu temu

2. Eksperimentalno proučavati pojavu disperzije svjetlosti

3. Promatrajte boju neba u drugačije vrijeme dana i po različitom vremenu

Predmet proučavanja: nebo

Predmet: svjetlost i boja neba

Metode istraživanja: analiza, eksperiment, promatranje

Faze rada:

1. Teorijski

2. Praktičan

3. Završni: zaključci o temi istraživanja

Praktični značaj rada: istraživački materijali mogu se 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, definirajmo koncept. Nebo je prostor iznad Zemlje ili bilo koje druge površine astronomski objekt. Općenito, nebo se obično naziva panorama koja se otvara kada se gleda s površine Zemlje (ili drugog astronomskog objekta) u smjeru svemira.

Mnogi su znanstvenici razbijali glavu u potrazi za odgovorom. Leonardo da Vinci, promatrajući vatru u kaminu, napisao je: "Svjetlost iznad tame postaje plava." Ali danas je poznato da spoj bijele i crne daje sivu.

Riža. 1. Hipoteza Leonarda da Vincija

Isaac Newton je gotovo objasnio boju neba, međutim, za to je morao priznati da kapljice vode sadržane u atmosferi imaju tanke stijenke poput mjehurića od sapunice. No pokazalo se da su te kapi sfere, što znači da nemaju debljinu stijenke. Dakle, Newtonov balon je pukao!

Riža. 2. Newtonova hipoteza

Najbolje rješenje problema prije otprilike 100 godina predložio je engleski fizičar Lord John Rayleigh. Ali krenimo od početka. Sunce blještavo zrači Bijelo svjetlo, pa bi boja neba trebala biti ista, ali je i dalje plava. Što se događa s bijelom svjetlošću u atmosferi? Ona se, prolazeći kroz atmosferu, kao kroz prizmu, raspada na sedam boja. Vjerojatno znate ove retke: svaki lovac želi znati gdje fazan sjedi. Skriveno u ovim prijedlozima duboko značenje. One predstavljaju primarne boje u spektru vidljive svjetlosti.

Riža. 3. Spektar bijele svjetlosti.

Najbolji prirodni prikaz ovog spektra je, naravno, duga.

Riža. 4 Spektar vidljive svjetlosti

Vidljiva svjetlost je elektromagnetska radijacija koji imaju različite valne duljine. Postoji i nevidljiva svjetlost, koju naše oči ne opažaju. To su ultraljubičasti i infracrveni. Ne možemo ga vidjeti jer je ili predug ili prekratak. Vidjeti svjetlost znači percipirati njenu boju, ali kakvu ćemo boju vidjeti ovisi o valnoj duljini. Najdulje vidljive valne duljine su crvene, a najkraće ljubičaste.

O valnoj duljini ovisi i sposobnost svjetlosti da se rasprši, odnosno da se širi u sredstvu. Crvena svjetlosni valovi raspršiti najgore od svih, ali plave i ljubičaste boje imaju visoka sposobnost do disperzije.

Riža. 5. Sposobnost raspršivanja svjetlosti

I konačno, približili smo se odgovoru na pitanje zašto je nebo plavo? Kao što je gore navedeno, bijela boja je mješavina svih mogućih boja. pri sudaru s molekulom plina raspršuje se svaka od sedam komponenti boje bijele svjetlosti. U tom se slučaju svjetlost većih valnih duljina raspršuje lošije od svjetlosti kratkih valnih duljina. Zbog toga u zraku ostaje 8 puta više plavog spektra nego crvenog. Iako ljubičasta ima najkraću valnu duljinu, nebo se ipak čini plavo zbog mješavine ljubičastih i zelenih valova. Osim toga, naše oči bolje percipiraju plavu nego ljubičastu, s istom svjetlinom obje. Upravo te činjenice određuju Shema boja nebo: atmosfera je doslovno ispunjena zrakama plavo-plave boje.

Međutim, nebo nije uvijek plavo. Tijekom dana vidimo nebo plavo, plavo, sivo, navečer - crveno (Prilog 1). Zašto je zalazak sunca crven? Tijekom zalaska Sunce se približava horizontu, a sunčeva zraka usmjerena je na površinu Zemlje ne okomito, kao tijekom dana, već pod kutom. Stoga je put koji prolazi kroz atmosferu velik Štoviše da prolazi danju kad je sunce visoko. Zbog toga se plavo-plavi spektar apsorbira 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 jasno je povezana s rotacijom Zemlje oko svoje osi, što znači kut upada svjetlosti na Zemlju.

2.2. Praktični aspekti. Eksperimentalni način rješavanja problema

U učionici fizike upoznala sam se s uređajem spektrografom. Vasilij Aleksandrovič, učitelj fizike, ispričao mi je princip rada ovog uređaja, nakon čega sam samostalno proveo eksperiment nazvan disperzija. Snop bijele svjetlosti prolazeći kroz prizmu se lomi i na ekranu vidimo dugu (Prilog 2). Ovo mi je iskustvo pomoglo shvatiti kako se ova nevjerojatna kreacija prirode pojavljuje na nebu. Uz pomoć spektrografa znanstvenici danas mogu dobiti podatke o sastavu i svojstvima razne tvari.

Slika 1. Demonstracija iskustva disperzije u

učionica fizike

Htio sam i kod kuće dobiti dugu. Moja profesorica zemljopisa, Larisa Borisovna, rekla mi je kako to učiniti. Staklena posuda s vodom, ogledalom, svjetiljkom i bijelim listom papira postala je analogija spektrografa. Ogledalo stavimo u posudu s vodom, iza posude stavimo bijeli list papira. Svjetlost svjetiljke usmjeravamo na zrcalo tako da reflektirana svjetlost pada na papir. Opet se pojavila duga na komadu papira! (Prilog 3). Pokus je najbolje izvoditi u zamračenoj prostoriji.

Već smo gore rekli da bijela svjetlost, zapravo, već sadrži sve dugine boje. Uvjerite se u to i, kako biste sakupili sve boje natrag u bijelu, možete napraviti dugin gornji dio (prilog 4). Ako ga jako zavrtite, boje će se stopiti i disk će postati bijel.

Bez obzira na znanstveno objašnjenje nastajanja duge, ovaj fenomen ostaje jedan od tajanstvenih optičkih spektakala u atmosferi. Gledajte i uživajte!

3. Zaključak

U potrazi za odgovorom na tako često postavljana pitanja roditelja dječje pitanje"Zašto je nebo plavo?" Naučio sam puno zanimljivih i poučnih stvari za sebe. Kontradikcije u našoj današnjoj hipotezi imaju znanstveno objašnjenje:

Sva je tajna u boji neba u našoj atmosferi - u zračna školjka planet Zemlja.

Bijela zraka sunca, prolazeći kroz atmosferu, raspada se u zrake od sedam boja.

Crvena i narančasta zraka su najduže, a plave najkraće.

Plave zrake dopiru do Zemlje manje od drugih, a zahvaljujući tim zrakama nebo je izbodeno plavetnilom.

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

Empirijski smo mogli vizualizirati i razumjeti kako dolazi do disperzije u prirodi. Na sat razrednika u školi sam pričao svojim kolegama zašto je nebo plavo. Također je bilo zanimljivo saznati gdje se kod nas može uočiti fenomen disperzije Svakidašnjica. Našao sam nekoliko praktičnih upotreba za to jedinstvena pojava (Prilog 5). U budućnosti bih volio dalje proučavati nebo. Koliko je još to prepuno misterija? Koje se pojave još događaju u atmosferi i kakve su prirode? Kako oni utječu na ljude i sva živa bića na Zemlji? Možda će to biti tema mog budućeg istraživanja.

Bibliografija

1. Wikipedia - besplatna enciklopedija

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

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

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

5. Osobna arhiva fotografija "Nebo nad Golyshmanovo"

Prilog 1.

"Nebo iznad Golyshmanova"(osobna foto arhiva)

Dodatak 2

Disperzija svjetlosti pomoću spektrografa

Dodatak 3

Disperzija svjetla kod kuće

"duga"

Dodatak 4

dugin vrh

Top u mirovanju Vrtiljka tijekom rotacije

Dodatak 5

Raspršenost u životu osobe

Dijamantna svjetla u zrakoplovu

automobilska svjetla

Reflektirajući znakovi

Ali koliko ih postoji različite bojeŠto čini stvari oko nas obojenima? I znanstveno znanje Na mnoga od ovih pitanja već se može odgovoriti. Na primjer, objasnite nebeska boja.

Za početak, bit će potrebno spomenuti velikog Isaaca Newtona, koji je promatrao raspadanje bijelog Sunca tijekom njegovog prolaska kroz staklena prizma. Ono što je vidio sada se naziva fenomenom disperzija, i sama slika u više boja - spektar. Dobivene boje točno su odgovarale duginim bojama. Odnosno, Newton je promatrao dugu u laboratoriju! Upravo zahvaljujući njegovim eksperimentima krajem 18. stoljeća ustanovljeno je da je bijela svjetlost mješavina različitih boja. Štoviše, isti Newton je dokazao da ako se svjetlost razložena na spektar ponovno pomiješa, tada će se dobiti bijela svjetlost. U 19. stoljeću je pokazano da se svjetlost širi sa velika brzina pri 300 000 km/s Elektromagnetski valovi. I već početkom prošlog stoljeća, ovo znanje je dopunjeno idejom o kvantu svjetlosti - foton. Dakle, svjetlost ima dvojaku prirodu - i valove i čestice. Ovo ujedinjenje postalo je objašnjenje mnogih pojava, posebno spektra toplinskog zračenja zagrijanih tijela. Takav kakav je naš.

Nakon ovog uvoda, vrijeme je da prijeđemo na našu temu. Plava boja neba... Tko joj se nije divio barem par puta u životu! No je li tako lako reći da je za to krivo raspršenje svjetlosti u atmosferi? I zašto onda boja neba nije plava na svjetlu Puni mjesec? I zašto plava boja nije ista na svim dijelovima neba? Što se događa s bojom neba pri izlasku i zalasku sunca? Uostalom, može biti i žuta, i ružičasta, pa čak i zelena. Međutim, to su značajke raspršenosti. Stoga ćemo ga detaljnije razmotriti.

Objašnjenje boje neba i njegovih obilježja pripada engleski fizičar John William Rayleigh, koji je proučavao raspršenje svjetlosti. On je bio taj koji je istaknuo da je boja neba određena ovisnošću raspršenja o frekvenciji svjetlosti. Zračenje Sunca, padajući u njega, stupa u interakciju s molekulama plinova koji čine zrak. A budući da energija svjetlosnog kvanta - fotona raste sa smanjenjem valne duljine svjetlosnog vala, tada najviše snažan utjecaj na molekule plina, točnije na elektrone u tim molekulama, fotone plavog i ljubičastog dijela svjetlosni spektar. Dolazi prisilne vibracije, elektroni vraćaju u obliku fotona zračenja energiju preuzetu iz svjetlosnog vala. Samo su ti sekundarni fotoni već emitirani u svim smjerovima, a ne samo u smjeru prvotno upadne svjetlosti. To će biti proces raspršenja svjetlosti. Osim toga, treba uzeti u obzir i stalno kretanje zraka i fluktuacije njegove gustoće. Inače bismo vidjeli crno nebo.

A sada se vratimo na toplinsko zračenje tel. Energija u njegovom spektru je neravnomjerno raspoređena i opisuje se na temelju zakona koje je uspostavio njemački fizičar Wilhelm Wien. Spektar našeg Sunca bit će jednako neujednačen iza energija fotona. Odnosno, iz njegovog ljubičastog dijela bit će puno manje fotona 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 sunčeve zrake u atmosferi, to manje neinteragirajućih fotona 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 utječu na raspršenje svjetlosti u atmosferi. Na ovu temu možemo se prisjetiti poznatih londonskih slika. Ili sjećanja na katastrofu iz 1883. godine, koja se dogodila tijekom erupcije vulkana Krakatoa. Pepeo iz erupcije, koji je pao u atmosferu, uzrokovao je plavičastu boju Sunca u mnogim zemljama. Pacifička regija, kao i crvene zore promatrane diljem Zemlje. Ali ti učinci već su objašnjeni drugom teorijom - teorijom raspršenja na česticama razmjernim valnoj duljini svjetlosti. Ovu teoriju svijetu je predložio njemački fizičar Gustav Mie. glavna ideja ee - takve čestice zbog svoje relativno velike veličine više raspršuju crvenu svjetlost nego plavu ili ljubičastu.

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

HIPOTEZA: Plan rada: Proučiti što je svjetlost; Istražiti promjenu boje prozirnog medija iz kuta upadanja svjetlosnih zraka; Dajte znanstveno objašnjenje za uočenu pojavu Promjene boje neba povezane su s kutom pod kojim svjetlosne zrake ulaze u Zemljinu atmosferu.

Teoretski dio Svi su vidjeli kako svjetlucaju sve dugine boje, rubovi kristala, male kapi rose. Što se događa? Uostalom, zrake bijelog sunčevog svjetla padaju na prozirna bezbojna tijela. Ovi fenomeni su već dugo poznati ljudima. Dugo se vremena vjerovalo da je bijela svjetlost najjednostavnija, a stvorene boje jesu posebna svojstva neki tel.

1865 James Maxwell. Stvorio teoriju elektromagnetskih valova. Svjetlost je EMW godina. Heinrich Hertz otkrio je način za stvaranje i distribuciju EMW-a.

Svjetlost su elektromagnetski valovi, koji su skup valova različitih duljina. Našim vidom percipiramo mali interval duljina EMW kao svjetlost. Zajedno nam ti valovi daju bijelu svjetlost. A ako odaberemo neki dio valova iz tog intervala, tada ih percipiramo kao svjetlost s nekom bojom. Ukupno ima sedam osnovnih boja.

Tijek pokusa: Napunimo posudu (akvarij) vodom; Dodajte malo mlijeka u vodu (to su čestice prašine) Svjetlo svjetiljke usmjeravamo odozgo na vodu; Ovo je boja neba u podne. Promijenite upadni kut svjetlosti na vodu od 0 do 90. Promatrajte promjenu boje.

Zaključak: Promjena boje neba ovisi o kutu pod kojim svjetlosne zrake ulaze u Zemljinu atmosferu. Boja neba se tijekom dana mijenja od plave do crvene. A kada svjetlost ne ulazi u atmosferu, tada na ovom mjestu na Zemlji pada noć. Noću, kada je vrijeme povoljno, do nas dopire svjetlost dalekih zvijezda, a Mjesec sjaji reflektiranom svjetlošću.

Svi smo navikli na činjenicu da je boja neba varijabilna karakteristika. Magla, oblaci, doba dana - sve utječe na boju kupole iznad glave. Njegovo svakodnevno mijenjanje ne zaokuplja umove većine odraslih, što se ne može reći za djecu. Stalno se pitaju zašto je nebo plavo u smislu fizike ili što zalazak sunca postaje crven. Pokušajmo razumjeti ova ne najjednostavnija pitanja.

promjenjiv

Vrijedno je započeti s odgovorom na pitanje što je, zapravo, nebo. NA drevni svijet stvarno se vidjelo kao kupola koja prekriva Zemlju. Danas, međutim, rijetko tko ne zna da, koliko god visoko se radoznali istraživač uzdigao, do ove kupole neće moći doći. Nebo nije stvar, već panorama koja se otvara promatranjem s površine planeta, nekakva pojava satkana od svjetlosti. Štoviše, ako promatrate iz različite točke, može izgledati drugačije. Dakle, s onoga što se izdiglo iznad oblaka otvara se sasvim drugačiji pogled nego sa zemlje u ovo doba.

Vedro nebo je plavo, ali čim natrče oblaci, postaje sivo, olovno ili prljavo bijelo. Noćno nebo je crno, ponekad se na njemu vide crvenkasta područja. Ovo je odraz umjetne rasvjete grada. Razlog svim takvim promjenama je svjetlost i njezina interakcija sa zrakom i česticama raznih tvari u njemu.

Priroda boje

Da biste odgovorili na pitanje zašto je nebo plavo sa stajališta fizike, morate se sjetiti što je boja. To je val određene duljine. Svjetlost koja dolazi od Sunca do Zemlje vidi se kao bijela. Još iz Newtonovih pokusa zna se što je snop od sedam zraka: crvena, narančasta, žuta, zelena, plava, indigo i ljubičasta. Boje se razlikuju po valnoj duljini. Crveno-narančasti spektar uključuje valove koji su najimpresivniji u ovom parametru. dijelove spektra karakterizira kratka valna duljina. Rastavljanje svjetlosti na spektar događa se njezinim sudarom s molekulama raznih tvari, pri čemu se neki od valova mogu apsorbirati, a neki raspršiti.

Ispitivanje uzroka

Mnogi znanstvenici pokušali su objasniti zašto je nebo plavo u smislu fizike. Svi su istraživači nastojali otkriti fenomen ili proces koji raspršuje svjetlost u atmosferi planeta na takav način da do nas dopire samo plavo. Prvi kandidati za ulogu takvih čestica bile su vode. Vjerovalo se da apsorbiraju crvenu svjetlost i propuštaju plavu svjetlost, te kao rezultat toga vidimo plavo nebo. Naknadni izračuni, međutim, pokazali su 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 sugerirao je da ulogu željenih čestica igra prašina. Plava svjetlost ima najveću otpornost na raspršivanje, te stoga može proći kroz sve slojeve prašine i drugih lebdećih čestica. Tyndall je proveo eksperiment koji je potvrdio njegovu pretpostavku. Napravio je model smoga u laboratoriju i osvijetlio ga jarko bijelom svjetlošću. Smog je poprimio plavu boju. Znanstvenik je iz svoje studije iznio nedvosmislen zaključak: boju neba određuju čestice prašine, odnosno, ako je zrak na Zemlji bio čist, onda bi nad glavama ljudi sjalo ne plavo, već bijelo nebo.

Gospodinova radna soba

Konačnu točku na pitanje zašto je nebo plavo (sa stajališta fizike) stavio je engleski znanstvenik Lord D. Rayleigh. Dokazao je da nisu prašina ili smog ono što prostor iznad naših glava boji u nama poznatu nijansu. U samom je zraku. Molekule plina apsorbiraju najveće, a prvenstveno najdulje, valne duljine ekvivalentne crvenoj. Plava se raspršuje. Upravo to danas objašnjava koju boju nebo vidimo za vedrog vremena.

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

zalasci sunca i oblaci

Svi znaju da se u različito doba dana može vidjeti različite boje nebo. Fotografije najljepših zalazaka sunca iznad mora ili jezera odlična su ilustracija za to. Sve vrste nijansi crvene i žute u kombinaciji s plavom i tamnoplavom čine takav spektakl nezaboravnim. I to se objašnjava istim raspršenjem svjetlosti. Činjenica je da tijekom zalaska sunca i svitanja sunčeve zrake moraju prevladati puno duži put kroz atmosferu nego na vrhuncu dana. U ovom slučaju raspršena je svjetlost plavo-zelenog dijela spektra različite strane a oblaci blizu horizonta postaju crvenkasti.

Kada oblaci prekriju nebo, slika se potpuno mijenja. nesposoban savladati gusti sloj, i većina jednostavno ne dopiru do zemlje. Zrake koje su uspjele proći kroz oblake susreću se s vodenim kapima kiše i oblaka, koji opet iskrivljuju svjetlost. Kao rezultat svih ovih transformacija, bijela svjetlost dopire do zemlje ako su oblaci male veličine, a siva kada impresivni oblaci prekrivaju nebo, apsorbirajući dio zraka po drugi put.

Druga neba

Zanimljivo, na drugim planetima Sunčev sustav kada se gleda s površine, može se vidjeti nebo, vrlo različito od zemlje. Na svemirski objekti lišene atmosfere, sunčeve zrake slobodno dopiru do površine. Zbog toga je nebo ovdje crno, bez ikakve nijanse. Takva se slika može vidjeti na Mjesecu, Merkuru i Plutonu.

Marsovo nebo ima crveno-narančastu nijansu. Razlog za to leži u prašini koja je zasićena atmosferom planeta. Obojana je različitim nijansama crvene i narančaste. Kad Sunce izađe iznad horizonta, marsovsko nebo postaje ružičasto-crveno, dok dio koji neposredno okružuje disk zvijezde izgleda plavo ili čak ljubičasto.

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

Venera je od očiju istraživača skrivena gustim slojem oblaka. Ne dopušta da zrake plavo-zelenog spektra dopru do površine planeta, pa je nebo ovdje žuto-narančasto 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 prosječnoj osobi prilično poznate, a koje, međutim, ne može svatko odmah objasniti.

Jednostavno objašnjenje

Što je nebo?

Nebo je beskraj. Za svaki narod nebo je simbol čistoće, jer se vjeruje da tamo živi sam Bog. Ljudi, okrećući se nebu, traže kišu, ili obrnuto sunce. Odnosno, nebo nije samo zrak, nebo je simbol čistoće i čistoće.

nebo - to je samo zrak, onaj obični zrak koji udišemo svake sekunde, onaj koji se ne može vidjeti i opipati, jer je proziran i bez težine. Ali mi udišemo proziran zrak, zašto dobiva tako plavu boju iznad glave? Zrak sadrži nekoliko elemenata, dušik, kisik, ugljični dioksid, vodena para, razne čestice prašine koje su stalno u pokretu.

Sa stajališta fizike

U praksi, kako kažu fizičari, nebo je samo zrak, obojen sunčevim zrakama. Jednostavno rečeno, sunce obasjava Zemlju, ali za to sunčeve zrake moraju proći kroz ogroman sloj zraka koji doslovno obavija Zemlju. I tako, kao što sunčeva zraka ima mnogo boja, odnosno sedam duginih boja. Za one koji ne znaju, vrijedi podsjetiti da je sedam duginih boja crvena, narančasta, žuta, zelena, plava, indigo, ljubičasta.

Štoviše, svaka zraka ima sve te boje i kada prolazi kroz ovaj sloj zraka raspršuje različite dugine boje u svim smjerovima, ali se najviše širi plava boja zbog koje nebo poprima plavu boju. Ukratko opisano, plavo nebo je sprej koji daje snop obojen u ovu boju.

I na mjesecu

Atmosfere nema i stoga nebo na Mjesecu nije plavo, već crno. Astronauti koji idu u orbitu vide crno-crno nebo, na kojem svjetlucaju planeti i zvijezde. Naravno, nebo na Mjesecu izgleda jako lijepo, ali ipak ne bih želio vidjeti stalno crno nebo iznad svoje glave.

Nebo mijenja boju

Nebo nije uvijek plavo, ono ima tendenciju mijenjanja boje. Svi su vjerojatno primijetili da je ponekad bjelkasta, ponekad plavkasto-crna ... Zašto je to tako? Na primjer, noću, kada sunce ne šalje svoje zrake, vidimo da nebo nije plavo, atmosfera nam se čini prozirnom. A kroz prozirni zrak čovjek može vidjeti planete i zvijezde. A tijekom dana, plava boja će opet pouzdano sakriti tajanstveni prostor od znatiželjnih očiju.

Razne hipoteze Zašto je nebo plavo? (hipoteze Goethea, Newtona, XVIII c., Rayleigh)

Koje hipoteze nisu iznesene u različitim vremenima da bi se objasnila boja neba. Gledajući kako dim na pozadini tamnog kamina poprima plavičastu boju, Leonardo da Vinci je napisao: "... svjetlost preko tame postaje plava, što je ljepše, to su svjetlo i tama izvrsniji." Otprilike isto gledište održan Goethe, koji nije bio samo svjetski slavni pjesnik, ali i najveća prirodoslovac svoga vremena. Međutim, ovakvo objašnjenje boje neba pokazalo se neodrživim, jer, kako se kasnije pokazalo, miješanjem crne i bijele mogu se dobiti samo sivi tonovi, a ne boje. Plava boja dim iz kamina nastaje potpuno drugačijim procesom.

Nakon otkrića interferencije, posebice u tankim filmovima, Newton pokušao primijeniti interferenciju da objasni boju neba. Da bi to učinio, morao je priznati da su kapi vode u obliku mjehurića tankih stijenki, poput mjehurića od sapunice. No budući da su kapljice vode sadržane u atmosferi zapravo kugle, ova hipoteza ubrzo je "pukla" poput mjehura od sapunice.

Znanstvenici 18. stoljeća Mariotte, Bouguer, Euler mislio da je plava boja neba posljedica njegove vlastite boje sastavni dijelovi zrak. Ovo je objašnjenje dobilo i neku potvrdu kasnije, već u 19. stoljeću, kada je utvrđeno da tekući kisik je plava, a tekući ozon je plave boje. Najbliže ispravno objašnjenje Boje neba su se pojavile OB Saussure. Vjerovao je da ako je zrak apsolutno čist, tada bi nebo bilo crno, ali zrak sadrži nečistoće koje reflektiraju pretežno plavo (osobito vodenu paru i kapljice vode). Do druge polovice XIX stoljeća. prikupljeno je bogato eksperimentalno gradivo o raspršenju svjetlosti u tekućinama i plinovima, a posebno je otkrivena jedna od karakteristika raspršene svjetlosti koja dolazi s neba, njezina polarizacija. Arago ga je prvi otkrio i istražio. To je bilo 1809. Kasnije, studije polarizacije svod nebeski bavili Babinet, Brewster i drugi znanstvenici. Pitanje boje neba toliko je prikovalo pozornost znanstvenika da su tekući eksperimenti o raspršenju svjetlosti u tekućinama i plinovima, koji su imali mnogo šire značenje, provedeni sa stajališta "laboratorijske reprodukcije plave boje". boja neba.“ Na to upućuju i naslovi radova: „Simulacija plave boje neba „Brucke ili „O plavoj boji neba, polarizacija svjetlosti mutnom tvari uopće“ Tyndall. Uspjeh ovih eksperimenata usmjerio je misli znanstvenika na pravi put-- razlog plave boje neba potražite u raspršenosti sunčeve zrake u atmosferi.

Prvi koji je stvorio vitak, strog matematička teorija molekularno raspršenje svjetlosti u atmosferi, bio je engleski znanstvenik Rayleigh. Smatrao je da se raspršenje svjetlosti ne događa na nečistoćama, kako su mislili njegovi prethodnici, već na samim molekulama zraka. Rayleighov prvi rad o raspršenju svjetlosti objavljen je 1871. U svom konačnom obliku njegova teorija raspršenja, utemeljena na do tada utvrđenoj elektromagnetskoj prirodi svjetlosti, prikazana je u djelu „O svjetlosti s neba, njezinoj polarizaciji i boja", objavljen 1899. za njegov rad na raspršenju Rayleighove svjetlosti (njegov puno ime John William Strett, Lord Rayleigh III) često se naziva Rayleigh the Scatterer, za razliku od njegovog sina, Lorda Rayleigha IV. Rayleigh IV zbog svog velikog doprinosa razvoju atmosferske fizike naziva se Rayleigh Atmospheric. Da bismo objasnili boju neba, navest ćemo samo jedan od zaključaka Rayleighove teorije, a na druge ćemo se pozivati ​​nekoliko puta kada objašnjavamo razne optički fenomeni. Ovaj zaključak kaže da svjetlina, ili intenzitet, raspršene svjetlosti varira obrnuto s četvrtom potencijom valne duljine svjetlosti koja pada na česticu koja se raspršuje. Stoga je molekularno raspršenje iznimno osjetljivo na najmanju promjenu valne duljine svjetlosti. Na primjer, valna duljina ljubičastih zraka (0,4 mikrona) je otprilike pola valne duljine crvenih zraka (0,8 mikrona). Zbog toga će se ljubičaste zrake raspršiti 16 puta jače od crvenih, a pri jednakom intenzitetu upadnih zraka bit će ih 16 puta više u raspršenoj svjetlosti. Sve ostale obojene zrake vidljivog spektra (plava, cijan, zelena, žuta, narančasta) bit će uključene u raspršenu svjetlost u količinama obrnuto proporcionalnim četvrtoj potenciji valne duljine svake od njih. Ako se sada sve obojene raspršene zrake pomiješaju u takvom omjeru, tada će boja mješavine raspršenih zraka biti plava.

Ravno sunčeva svjetlost(tj. svjetlost koja izlazi izravno iz sunčevog diska), gubeći uglavnom plave i ljubičaste zrake zbog raspršivanja, poprima slabu žućkastu nijansu, koja se pojačava kako se Sunce spušta prema horizontu. Sada zrake moraju prijeći sve duži put u atmosferi. Na dug put gubici kratkovalnih, tj. ljubičastih, plavih, plavih zraka postaju sve uočljiviji, a u izravnoj svjetlosti Sunca ili Mjeseca do površine Zemlje dopiru pretežno dugovalne zrake - crvene, narančaste, žute. Zbog toga boja Sunca i Mjeseca postaje prvo žuta, zatim narančasta i crvena. Crvena boja Sunca i plava boja neba dvije su posljedice istog procesa raspršenja. U izravnom svjetlu, nakon što prođe kroz debljinu atmosfere, ostaju uglavnom dugovalne zrake (crveno Sunce), kratkovalne zrake (plavo nebo) padaju u raspršenu svjetlost. Tako je Rayleighova teorija vrlo jasno i uvjerljivo objasnila zagonetku plavog neba i crvenog Sunca.

nebo termalno molekularno raspršenje