Tại sao bầu trời có màu xanh? Vậy tại sao bầu trời lại có màu xanh? Bí ẩn của bầu trời xanh.

GIẢ THUYẾT: Kế hoạch làm việc: Nghiên cứu ánh sáng là gì; Khảo sát sự thay đổi màu của môi trường trong suốt theo góc tới của tia sáng; Cho giải thích khoa học hiện tượng quan sát được Sự thay đổi màu sắc của bầu trời liên quan đến góc truyền của tia sáng vào bầu khí quyển của Trái đất.

Phần lý thuyết. Điều gì đang xảy ra? Rốt cuộc, những tia nắng trắng rơi xuống những vật thể không màu trong suốt. Những hiện tượng này con người đã biết từ lâu. Trong một thời gian dài, người ta tin rằng ánh sáng trắng là đơn giản nhất, và màu sắc được tạo ra là tính chất đặc biệt một số điện thoại.

1865 James Maxwell. Sáng tạo ra lý thuyết về sóng điện từ. Ánh sáng là năm EMW. Heinrich Hertz đã khám phá ra một cách để tạo và phân phối EMW.

Ánh sáng là sóng điện từ, là tập hợp các sóng có độ dài khác nhau. Với tầm nhìn của mình, chúng tôi cảm nhận một khoảng nhỏ độ dài EMW là ánh sáng. Cùng nhau, những con sóng này mang lại cho chúng ta ánh sáng trắng. Và nếu chúng ta chọn một số phần của các sóng từ khoảng này, thì chúng ta cảm nhận chúng là ánh sáng với một số màu sắc. Tổng cộng có bảy màu cơ bản.

Quá trình của thí nghiệm: Chúng tôi đổ đầy nước vào thùng chứa (bể cá); Thêm một ít sữa vào nước (đây là những hạt bụi) Chúng tôi hướng ánh sáng từ đèn pin từ trên cao xuống mặt nước; Đây là màu của bầu trời vào buổi trưa. Thay đổi góc tới của tia sáng trên mặt nước từ 0 đến 90. Quan sát sự thay đổi màu sắc.

Kết luận: Sự thay đổi màu sắc của bầu trời phụ thuộc vào góc mà tia sáng đi vào bầu khí quyển của Trái đất. Màu sắc của bầu trời thay đổi trong ngày từ xanh lam sang đỏ. Và khi ánh sáng không đi vào bầu khí quyển, thì màn đêm sẽ buông xuống ở nơi này trên Trái đất. Vào ban đêm, khi thời tiết thuận lợi, ánh sáng từ những ngôi sao xa xôi chiếu tới chúng ta và Mặt trăng chiếu ánh sáng phản chiếu.

Màu của bầu trời các trạng thái khác nhau thời tiết khác biệt, chuyển từ màu trắng sang màu xanh đậm. Lý thuyết giải thích màu sắc của bầu trời được phát triển bởi Rayleigh.

Theo lý thuyết này, màu sắc của bầu trời được giải thích là do các tia sáng mặt trời, được phản xạ nhiều lần từ các phân tử không khí và các hạt bụi nhỏ nhất, bị phân tán trong khí quyển. Các sóng ánh sáng có độ dài khác nhau bị phân tán khác nhau bởi các phân tử: các phân tử không khí tán xạ chủ yếu phần bước sóng ngắn của phần nhìn thấy được quang phổ mặt trời, I E. tia xanh lam, xanh lam và tím, và vì cường độ của phần tím của quang phổ nhỏ so với phần xanh lam và xanh lam nên bầu trời có vẻ xanh lam hoặc xanh lam.

Độ sáng đáng kể hầm thiên đường do thực tế là bầu khí quyển của trái đất có độ dày đáng kể và ánh sáng bị phân tán bởi một số lượng lớn các phân tử.

Trên độ cao, ví dụ, khi quan sát với tàu vũ trụ, các lớp hiếm của khí quyển vẫn ở trên đầu người quan sát với ít hơn các phân tử tán xạ ánh sáng, và do đó, độ sáng của dây tóc giảm. Bầu trời dường như tối hơn, màu sắc của nó thay đổi theo độ cao tăng dần. Bầu trời có vẻ tối hơn, màu sắc của nó thay đổi từ xanh đậm sang tím sẫm khi độ cao tăng dần. Rõ ràng, ở độ cao thậm chí cao hơn và bên ngoài bầu khí quyển, bầu trời có vẻ đen đối với người quan sát.

Nếu không khí chứa một số lượng lớn các hạt tương đối lớn, các hạt này cũng tán xạ các sóng ánh sáng dài hơn. Trong trường hợp này, bầu trời có màu hơi trắng. Các giọt nước lớn hoặc các tinh thể nước tạo nên các đám mây phân tán tất cả các màu quang phổ một cách xấp xỉ bằng nhau, và bầu trời nhiều mây do đó có màu xám nhạt.

Điều này được xác nhận bởi các quan sát, trong đó nó đã được ghi nhận điều kiện thời tiết và màu sắc tương ứng của bầu trời thành phố Novokuznetsk.

Các sắc thái đặc trưng của bầu trời vào ngày 28-29 tháng 11 là do sự hiện diện của khí thải công nghiệp, tập trung trong không khí có nhiệt độ giảm và không có gió.

Màu sắc của bầu trời cũng bị ảnh hưởng bởi tính chất và màu sắc bề mặt trái đất, cũng như mật độ của khí quyển.

Quy luật hàm số mũ về sự giảm mật độ của khí quyển theo chiều cao.

Công thức khí áp mô tả sự giảm mật độ của khí quyển với chiều cao trong trong các điều khoản chung; nó không tính đến gió, dòng đối lưu, sự thay đổi nhiệt độ. Ngoài ra, độ cao không được quá cao để không bị bỏ quên sự phụ thuộc của gia tốc g vào độ cao.

Công thức khí quyển gắn liền với tên tuổi của nhà vật lý người Áo Ludwig Boltzmann. Nhưng những dấu hiệu đầu tiên về tính chất hàm mũ của sự giảm mật độ không khí theo chiều cao thực sự có trong nghiên cứu của Newton về khúc xạ ánh sáng trong khí quyển và được sử dụng để biên soạn một bảng khúc xạ cập nhật.

Các biểu đồ được đưa ra cho thấy cách thức trong quá trình nghiên cứu khúc xạ thiên văn làm rõ ý tưởng về chung sự thay đổi chiết suất của khí quyển theo độ cao.

tương ứng với lý thuyết của Kepler
lý thuyết khúc xạ Newton nguyên thủy
Newton tinh chế và lý thuyết hiện đại khúc xạ ánh sáng trong khí quyển

Sự khúc xạ ánh sáng trong khí quyển

Khí quyển là một môi trường không đồng nhất về mặt quang học, do đó quỹ đạo của chùm ánh sáng trong khí quyển luôn có phần cong. Sự bẻ cong của các tia sáng khi chúng đi qua bầu khí quyển được gọi là sự khúc xạ ánh sáng trong khí quyển.

Một sự phân biệt được thực hiện giữa khúc xạ thiên văn và mặt đất. Trong trường hợp đầu tiên, độ cong của tia sáng đến người quan sát trái đất từ các thiên thể được coi là. Trong trường hợp thứ hai, độ cong của tia sáng đến người quan sát từ các vật thể trên cạn được coi là. Trong cả hai trường hợp, do độ cong của tia sáng, người quan sát có thể nhìn thấy vật thể bị lệch hướng, tương ứng với thực tế; đối tượng có thể bị méo. Có thể quan sát một đối tượng ngay cả khi nó thực sự ở dưới đường chân trời. Do đó, sự khúc xạ ánh sáng trong bầu khí quyển của trái đất có thể dẫn đến ảo ảnh quang học kỳ lạ.

Giả sử rằng bầu khí quyển bao gồm một tập hợp các lớp ngang đồng nhất về mặt quang học có cùng độ dày; chiết suất nhảy từ lớp này sang lớp khác, tăng dần theo chiều từ lớp trên xuống lớp dưới. Một tình huống thuần túy đầu cơ như vậy được hiển thị.

Trong thực tế, mật độ của khí quyển, và do đó là chiết suất của nó, không thay đổi theo độ cao trong các bước nhảy, nhưng liên tục. Do đó, quỹ đạo của chùm sáng không phải là một đường đứt quãng mà là một đường cong.

Giả sử rằng tia sáng trong hình bên truyền tới người quan sát từ một số thiên thể. Nếu không có khúc xạ ánh sáng trong khí quyển thì người quan sát có thể nhìn thấy vật thể này ở một góc ά. Do hiện tượng khúc xạ, người quan sát nhìn thấy vật không phải ở góc ά mà ở góc φ. Vì φ ά, vật thể dường như cao hơn đường chân trời so với thực tế. Nói cách khác, khoảng cách thiên đỉnh quan sát được của đối tượng nhỏ hơn khoảng cách thiên đỉnh thực tế. Hiệu số Ώ = ά - φ được gọi là góc khúc xạ.

Theo dữ liệu hiện đại góc tối đa khúc xạ là 35 ”.

Trong thực tế, khi một người quan sát ngắm hoàng hôn và thấy mép dưới của ngôi sao chạm vào đường chân trời như thế nào khoảnh khắc này mép này đã nằm dưới đường chân trời 35 ". Điều thú vị là mép trên của đĩa mặt trời được nâng lên do khúc xạ yếu hơn - chỉ 29". Do đó, Mặt trời lặn dường như hơi bị dẹt theo chiều dọc.

Hoàng hôn tuyệt vời

Xét đến sự khúc xạ ánh sáng, cần phải tính đến sự thay đổi có hệ thống của mật độ không khí theo chiều cao, cũng là chuỗi các yếu tố bổ sung, nhiều trong số đó có đủ nhân vật ngẫu nhiên. Chúng ta đang nói về ảnh hưởng đến chiết suất không khí của các dòng đối lưu và gió, nhiệt độ không khí tại các điểm khác nhau trong khí quyển đối với các phần khác nhau của bề mặt trái đất.

Các đặc điểm về trạng thái của khí quyển và hơn hết là các đặc điểm của sự nóng lên của khí quyển ở các lớp bên dưới của nó trên các phần khác nhau của bề mặt trái đất dẫn đến sự đặc biệt của các cảnh hoàng hôn được quan sát.

Ngõ vắng. Đôi khi Mặt trời dường như không lặn ở phía trên đường chân trời, mà ở phía trên một đường vô hình nào đó phía trên đường chân trời. Hiện tượng này được quan sát trong trường hợp không có bất kỳ đám mây nào ở đường chân trời. Nếu lúc này bạn leo lên đỉnh đồi, thì bạn có thể quan sát được một bức tranh kỳ lạ hơn nữa: lúc này Mặt trời đang lặn ngoài đường chân trời, nhưng đồng thời đĩa Mặt trời dường như bị cắt ngang. "Sọc mù", vị trí của nó so với đường chân trời vẫn không thay đổi. Những cảnh hoàng hôn bất thường này có thể được nhìn thấy, theo những người chứng kiến, ở các khu vực địa lý, ví dụ, ở làng Bolshoy Kamen, Lãnh thổ Primorsky và thành phố Sochi, Lãnh thổ Krasnodar.

Hình ảnh như vậy được quan sát nếu bản thân không khí gần Trái đất trở nên lạnh và một lớp nằm phía trên tương đối không khí ấm. Trong trường hợp này, chiết suất của không khí thay đổi theo độ cao xấp xỉ như trong biểu đồ; sự chuyển đổi từ lớp không khí lạnh bên dưới sang lớp ấm bên trên nó có thể dẫn đến chiết suất giảm khá mạnh. Để đơn giản, chúng ta sẽ giả định rằng sự sụt giảm này xảy ra đột ngột và do đó có một mặt phân cách được xác định rõ ràng giữa các lớp lạnh và ấm, nằm ở một độ cao nhất định h1 so với bề mặt Trái đất. Trong hình bên, nx biểu thị chiết suất của không khí ở lớp lạnh, và thông qua nt - in lớp ấm gần biên giới với cái lạnh.

Chỉ số khúc xạ của không khí khác rất ít so với sự thống nhất, do đó, để rõ ràng hơn, trục đứng Hình này vẽ biểu đồ không phải là các giá trị của chính chỉ số khúc xạ, mà là sự vượt quá sự thống nhất của nó, tức là chênh lệch n-1.

Hình ảnh về sự thay đổi chiết suất, trong Hình 4b), được sử dụng để xây dựng đường đi của các tia trong Hình 5, cho thấy một phần của bề mặt toàn cầu và một lớp không khí lạnh liền kề có độ dày hο.

Nếu tăng dần φ, bắt đầu từ 0 thì góc α2 cũng sẽ tăng. Giả sử rằng tại một giá trị nào đó φ = φ´ thì góc α2 trở nên bằng góc giới hạnαο tương ứng với hoàn chỉnh phản ánh bên trong trên biên giới của các lớp lạnh và ấm; trong trường hợp này sin α1 = 1. Góc αο ứng với tia BA trong Hình 5; nó tạo với phương một góc β = 90˚ - φ´ với phương ngang. Người quan sát sẽ không nhận được các tia đi vào lớp lạnh tại các điểm có độ cao góc phía trên đường chân trời nhỏ hơn độ cao góc của điểm B, tức là nhỏ hơn góc β. Vì vậy, vệt mù được giải thích.

Chùm xanh. Một đèn flash rất hiệu quả được gọi là chùm sáng xanh lục. đèn xanh quan sát đôi khi vào lúc hoàng hôn và bình minh. Thời lượng của đèn flash chỉ từ 1-2 giây. Hiện tượng xảy ra như sau: nếu Mặt trời lặn trên bầu trời quang đãng, thì khi có đủ độ trong suốt của không khí, đôi khi người ta có thể quan sát thấy điểm nhìn thấy cuối cùng của Mặt trời nhanh chóng thay đổi màu sắc của nó từ vàng nhạt hoặc đỏ cam sang xanh lục sáng như thế nào. Lúc mặt trời mọc, hiện tượng tương tự có thể được quan sát, nhưng với thứ tự ngược lại sự xen kẽ màu sắc.

Sự xuất hiện của chùm sáng màu lục có thể được giải thích nếu chúng ta tính đến sự thay đổi chiết suất theo tần số của ánh sáng.

Thông thường, chiết suất tăng khi tần số tăng. Tia với nhiều hơn nữa Tân sô cao khúc xạ càng mạnh. Điều này có nghĩa là tia xanh lam chịu khúc xạ mạnh hơn so với tia đỏ.

Chúng ta hãy giả sử rằng có sự khúc xạ ánh sáng trong khí quyển, nhưng không có sự tán xạ ánh sáng. Trong trường hợp này, các cạnh trên và dưới của đĩa mặt trời gần đường chân trời sẽ phải có màu của cầu vồng. Để cho chỉ có hai màu trong quang phổ của ánh sáng mặt trời - xanh lục và đỏ; đĩa mặt trời "trắng" có thể được nhìn thấy trong trường hợp nàyở dạng đĩa màu xanh lá cây và màu đỏ xếp chồng lên nhau. Sự khúc xạ của ánh sáng trong khí quyển làm tăng đĩa màu xanh lá cây phía trên đường chân trời trong hơn hơn màu đỏ. Do đó, người quan sát sẽ phải nhìn thấy Mặt trời lặn như trong Hình. 6a). Cạnh trên của đĩa năng lượng mặt trời sẽ có màu xanh lá cây và phần dưới màu đỏ; ở phần trung tâm của đĩa, một hỗn hợp màu sẽ được quan sát thấy, tức là màu trắng sẽ xuất hiện.

Trong thực tế, không thể bỏ qua sự tán xạ ánh sáng trong khí quyển. Nó dẫn đến thực tế là các tia có tần số cao hơn thoát ra khỏi chùm sáng đến từ Mặt trời hiệu quả hơn. Vì vậy, đường viền màu xanh lá cây trên đầu đĩa sẽ không được nhìn thấy và toàn bộ đĩa sẽ không có màu trắng mà là màu đỏ. Tuy nhiên, nếu gần như toàn bộ đĩa mặt trời đã vượt ra ngoài đường chân trời, chỉ còn lại rìa trên cùng của nó, đồng thời thời tiết trong xanh và lặng gió, không khí trong lành, thì trong trường hợp này người quan sát có thể nhìn thấy rìa màu xanh lục sáng. của Mặt trời cùng với sự tán xạ của các tia sáng màu lục

Tất cả chúng ta đều quen với thực tế là màu sắc của bầu trời là một đặc tính có thể thay đổi. Sương mù, mây, thời gian trong ngày - mọi thứ đều ảnh hưởng đến màu sắc của mái vòm trên cao. Sự thay đổi hàng ngày của nó không chiếm hết tâm trí của hầu hết người lớn, không thể không nói đến trẻ em. Họ không ngừng tự hỏi tại sao bầu trời lại có màu xanh lam về mặt vật lý hay điều gì khiến hoàng hôn có màu đỏ. Chúng ta hãy cố gắng hiểu những câu hỏi không đơn giản nhất này.

có thể thay đổi

Cần bắt đầu bằng câu trả lời cho câu hỏi thực tế, bầu trời là gì. TẠI thế giới cổ đại nó thực sự được xem như một mái vòm bao phủ Trái đất. Tuy nhiên, ngày nay hầu như không ai không biết rằng, dù một nhà thám hiểm tò mò có bay lên cao đến đâu cũng sẽ không thể chạm tới mái vòm này. Bầu trời không phải là một sự vật, mà là một bức tranh toàn cảnh mở ra khi nhìn từ bề mặt hành tinh, một kiểu ngoại hình được tạo nên từ ánh sáng. Hơn nữa, nếu bạn quan sát từ những điểm khác nhau, nó có thể trông khác. Vì vậy, từ những gì đã bay lên trên những đám mây, một cái nhìn hoàn toàn khác với trái đất vào lúc này sẽ mở ra.

Bầu trời trong xanh có màu xanh lam, nhưng ngay khi có mây bay vào, nó sẽ trở nên xám, chì hoặc trắng nhạt. Bầu trời đêm đen, đôi khi bạn có thể nhìn thấy những vùng hơi đỏ trên đó. Đây là sự phản chiếu ánh sáng nhân tạo của thành phố. Lý do cho tất cả những thay đổi như vậy là ánh sáng và sự tương tác của nó với không khí và các hạt. các chất khác nhau trong anh ấy.

Bản chất của màu sắc

Để trả lời câu hỏi tại sao bầu trời có màu xanh theo quan điểm vật lý, bạn cần nhớ màu sắc là gì. Đó là một làn sóng chiều dài nhất định. Ánh sáng từ Mặt trời đến Trái đất được coi là ánh sáng trắng. Ngay cả từ các thí nghiệm của Newton, người ta đã biết chùm bảy tia là gì: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm và tím. Màu sắc khác nhau về bước sóng. Phổ màu đỏ cam bao gồm các sóng là ấn tượng nhất trong thông số này. các phần của quang phổ được đặc trưng bởi một bước sóng ngắn. Sự phân hủy ánh sáng thành quang phổ xảy ra khi nó va chạm với các phân tử của nhiều chất khác nhau, trong khi một số sóng có thể bị hấp thụ, và một số sóng có thể bị tán xạ.

Điều tra nguyên nhân

Nhiều nhà khoa học đã cố gắng giải thích lý do tại sao bầu trời có màu xanh lam về mặt vật lý học. Tất cả các nhà nghiên cứu đã tìm cách khám phá một hiện tượng hoặc quá trình làm tán xạ ánh sáng trong bầu khí quyển của hành tinh theo cách mà kết quả là chỉ có màu xanh lam mới đến được với chúng ta. Các ứng cử viên đầu tiên cho vai trò của các hạt như vậy là nước. Người ta tin rằng chúng hấp thụ ánh sáng đỏ và truyền màu xanh lam, và kết quả là chúng ta nhìn thấy bầu trời màu xanh lam. Tuy nhiên, các tính toán sau đó cho thấy lượng ozone, tinh thể băng và phân tử hơi nước có trong khí quyển không đủ để cung cấp cho bầu trời màu xanh da trời.

Lý do ô nhiễm

Ở giai đoạn nghiên cứu tiếp theo, John Tyndall cho rằng vai trò của các hạt mong muốn là do bụi đóng. Ánh sáng xanh lam có khả năng chống tán xạ lớn nhất, do đó có thể đi xuyên qua tất cả các lớp bụi và các hạt lơ lửng khác. Tyndall đã tiến hành một thí nghiệm xác nhận giả thiết của mình. Ông đã tạo ra một mô hình sương mù trong phòng thí nghiệm và chiếu sáng nó bằng ánh sáng trắng. Smog có màu xanh lam. Nhà khoa học đã đưa ra một kết luận rõ ràng từ nghiên cứu của mình: màu sắc của bầu trời được xác định bởi các hạt bụi, nghĩa là, nếu không khí Trái đất sạch, thì không phải là màu xanh lam, mà là bầu trời trắng chiếu trên đầu mọi người.

Nghiên cứu của Chúa

Điểm cuối cùng cho câu hỏi tại sao bầu trời có màu xanh lam (theo quan điểm của vật lý học) đã được đưa ra bởi nhà khoa học người Anh, Lord D. Rayleigh. Anh ấy đã chứng minh rằng không phải bụi hay sương khói mới vẽ nên không gian trên đầu chúng ta trong một bóng râm quen thuộc với chúng ta. Nó ở trên không trung. Các phân tử khí hấp thụ bước sóng lớn nhất, và chủ yếu là dài nhất, tương đương với màu đỏ. Màu xanh lam tan biến. Đây chính xác là những gì ngày nay giải thích bầu trời chúng ta nhìn thấy màu gì trong thời tiết quang đãng.

Những người chú ý sẽ nhận thấy rằng, theo logic của các nhà khoa học, mái vòm phía trên phải có màu tím, vì đây là màu có bước sóng ngắn nhất trong phạm vi nhìn thấy. Tuy nhiên, đây không phải là một sai lầm: tỷ lệ màu tím trong quang phổ ít hơn nhiều so với màu xanh lam, và mắt người nhạy cảm hơn với màu tím. Trên thực tế, màu xanh mà chúng ta nhìn thấy là kết quả của sự pha trộn giữa màu xanh lam với màu tím và một số màu khác.

hoàng hôn và mây

Mọi người đều biết rằng trong thời điểm khác nhau ngày có thể được nhìn thấy màu sắc khác nhau bầu trời. Những bức ảnh chụp cảnh hoàng hôn đẹp nhất trên biển hoặc hồ là một minh họa tuyệt vời cho điều này. Tất cả các sắc thái của màu đỏ và vàng kết hợp với xanh lam và xanh lam đậm tạo nên một cảnh tượng khó quên. Và nó được giải thích bởi sự tán xạ ánh sáng giống nhau. Thực tế là trong thời gian hoàng hôn và bình minh, tia nắng mặt trời phải vượt qua một con đường xuyên qua bầu khí quyển dài hơn nhiều so với ở độ cao trong ngày. Trong trường hợp này, ánh sáng của phần xanh lam-xanh lục của quang phổ bị tán xạ trong các mặt khác nhau và những đám mây ở gần đường chân trời trở nên hơi đỏ.

Khi mây bao phủ bầu trời, bức tranh thay đổi hoàn toàn. không thể vượt qua lớp dày đặc, và hầu hết chúng chỉ không chạm tới mặt đất. Những tia tìm cách xuyên qua những đám mây gặp những giọt nước mưa và những đám mây, điều này lại làm biến dạng ánh sáng. Kết quả của tất cả những sự biến đổi này, ánh sáng trắng đến trái đất nếu những đám mây có kích thước nhỏ và màu xám khi những đám mây ấn tượng bao phủ bầu trời, hấp thụ một phần tia sáng lần thứ hai.

Bầu trời khác

Thật thú vị, trên các hành tinh khác hệ mặt trời khi nhìn từ bề mặt, người ta có thể nhìn thấy bầu trời, rất khác so với trái đất. Trên vật thể không gian bị tước đoạt khỏi bầu khí quyển, các tia nắng mặt trời tự do chiếu tới bề mặt. Kết quả là bầu trời ở đây đen kịt, không có bất kỳ màu sắc nào. Một bức tranh như vậy có thể được nhìn thấy trên Mặt trăng, sao Thủy và sao Diêm Vương.

Bầu trời sao Hỏa có màu đỏ cam. Lý do cho điều này nằm ở bụi, được bão hòa với bầu khí quyển của hành tinh. Nó được sơn với các sắc thái khác nhau của màu đỏ và cam. Khi Mặt trời mọc phía trên đường chân trời, bầu trời sao Hỏa trở nên đỏ hồng, trong khi phần xung quanh đĩa sao ngay lập tức có màu xanh lam hoặc thậm chí màu tím.

Bầu trời trên sao Thổ có màu giống như trên Trái đất. Bầu trời Aquamarine trải dài trên Sao Thiên Vương. Nguyên nhân nằm ở vùng mây mù mê-tan nằm ở các hành tinh phía trên.

Sao Kim bị che khuất tầm mắt của các nhà nghiên cứu bởi một lớp mây dày đặc. Nó không cho phép các tia của quang phổ màu xanh lục đến bề mặt của hành tinh, vì vậy bầu trời ở đây có màu vàng cam với một sọc xám dọc theo đường chân trời.

Nghiên cứu về không gian ban ngày trên cao cho thấy những điều kỳ diệu không kém gì nghiên cứu về bầu trời đầy sao. Hiểu được các quá trình xảy ra trong các đám mây và đằng sau chúng giúp hiểu được lý do của những thứ khá quen thuộc với người bình thường, tuy nhiên, điều này không phải ai cũng có thể giải thích được.

Sự phù hợp của chủ đề của tôi nằm ở chỗ nó sẽ thú vị và hữu ích cho người nghe vì có rất nhiều người xem trời xanh, chiêm ngưỡng nó, và ít ai biết tại sao nó lại có màu xanh như vậy, điều gì đã tạo cho nó một màu sắc như vậy.

Tải xuống:

Xem trước:

Giới thiệu. với. 3
Phần chính. với. 4-6

Đề xuất từ các bạn cùng lớp của tôi

Phỏng đoán của các nhà khoa học cổ đại
Quan điểm hiện đại
các màu sắc khác nhau của bầu trời
Sự kết luận.

Sự kết luận. với. 7
Văn chương. với. tám

1. Giới thiệu.

Tôi thích nó khi thời tiết trong xanh và đầy nắng, bầu trời không một gợn mây và bầu trời xanh ngắt. “Tôi tự hỏi,” tôi nghĩ, “tại sao bầu trời lại có màu xanh?”

Đề tài nghiên cứu:Tại sao bầu trời có màu xanh?

Mục đích nghiên cứu:tìm ra lý do tại sao bầu trời có màu xanh?

Mục tiêu nghiên cứu:

Tìm hiểu các giả định của các nhà khoa học cổ đại.

Tìm hiểu hiện đại quan điểm khoa học giấc mơ.

Xem màu sắc của bầu trời.

Đối tượng nghiên cứu- tài liệu khoa học đại chúng.

Đề tài nghiên cứu- màu xanh của bầu trời.

Các giả thuyết nghiên cứu:

Giả sử mây được tạo thành từ hơi nước và nước có màu xanh lam;

Hay mặt trời có những tia sáng vẽ bầu trời một màu như vậy.

Kế hoạch học tập:

Xem bách khoa toàn thư;
Tìm thông tin trên Internet;
Nhắc lại các chủ đề đã học trên thế giới;
Hỏi mẹ;
Lấy ý kiến của các bạn trong lớp.

Sự liên quan của chủ đề của tôi nằm ở chỗ nó sẽ rất thú vị và hữu ích cho người nghe vì rất nhiều người nhìn bầu trời trong xanh, chiêm ngưỡng nó, và ít ai biết tại sao nó lại có màu xanh như vậy, điều gì đã tạo cho nó một màu sắc như vậy.

2. Phần chính.

Đề xuất từ các bạn cùng lớp của tôi.

Tôi tự hỏi các bạn cùng lớp sẽ nói gì với câu hỏi: tại sao bầu trời lại có màu xanh? Có thể ý kiến của ai đó sẽ trùng với ý kiến của tôi, hoặc có thể nó sẽ hoàn toàn khác.

24 học sinh lớp 3 của trường chúng tôi đã được phỏng vấn. Phân tích các câu trả lời cho thấy:

8 học sinh cho rằng bầu trời xanh là do nước bốc hơi từ Trái đất;

4 học sinh trả lời màu xanh lam dịu;

4 học sinh cho rằng màu sắc của bầu trời chịu ảnh hưởng của khí quyển và mặt trời;

3 học sinh cho rằng không gian tối và bầu khí quyển có màu trắng, tạo ra màu xanh lam.

2 học sinh cho rằng một tia sáng mặt trời bị khúc xạ trong khí quyển và tạo thành màu xanh lam.

2 học sinh gợi ý phương án này - màu xanh của bầu trời - vì trời lạnh.

1 học sinh - đây là cách nó hoạt động trong tự nhiên.

Thật tò mò là một trong những giả thuyết của tôi trùng với ý kiến chung nhất của các chàng trai - mây được tạo thành từ hơi nước, và nước có màu xanh lam.

phỏng đoán của các nhà khoa học cổ đại.

Khi tôi bắt đầu tìm kiếm câu trả lời cho câu hỏi của mình trong tài liệu, tôi phát hiện ra rằng nhiều nhà khoa học đang vắt óc tìm kiếm câu trả lời. Rất nhiều giả thuyết và giả thiết được đưa ra.

Ví dụ, Hy Lạp cổ đại, cho câu hỏi - tại sao bầu trời lại có màu xanh? - Tôi sẽ trả lời ngay lập tức mà không do dự: "Bầu trời trong xanh bởi vì nó được làm bằng tinh thể đá tinh khiết nhất!" Bầu trời là một vài quả cầu pha lê, được lồng vào nhau với độ chính xác đáng kinh ngạc. Và ở giữa là Trái đất, với biển cả, thành phố, đền đài, đỉnh núi, đường rừng, quán rượu và pháo đài.

Đây là lý thuyết của người Hy Lạp cổ đại, nhưng tại sao họ lại nghĩ như vậy? Bầu trời không thể chạm vào, nó chỉ có thể được nhìn vào. Hãy xem và suy nghĩ. Và xây dựng các dự đoán khác nhau. Trong thời hiện đại, những phỏng đoán như vậy sẽ được gọi là " lý thuyết khoa học”, Nhưng trong thời đại của người Hy Lạp cổ đại, chúng được gọi là phỏng đoán. Và sau nhiều lần quan sát và suy nghĩ nhiều hơn nữa, người Hy Lạp cổ đại đã quyết định rằng đây là một cách giải thích đơn giản và đẹp đẽ cho một hiện tượng kỳ lạ như màu xanh của bầu trời.

Tôi quyết định kiểm tra xem tại sao họ lại nghĩ như vậy. Nếu chúng ta đặt một mảnh thủy tinh thông thường, chúng ta sẽ thấy - nó trong suốt. Nhưng nếu bạn xếp cả chồng kính như vậy và cố gắng nhìn qua chúng, bạn sẽ thấy màu hơi xanh.

Cách giải thích đơn giản này về màu sắc của bầu trời đã tồn tại trong một nghìn năm rưỡi.

Leonardo da Vinci gợi ý rằng bầu trời được vẽ bằng màu này, bởi vì "... ánh sáng vượt qua bóng tối trở thành màu xanh lam ...".

Một số nhà khoa học khác cũng có quan điểm tương tự, nhưng tuy nhiên, sau này rõ ràng là giả thuyết này về cơ bản là sai, bởi vì nếu bạn trộn màu đen với màu trắng, bạn khó có được màu xanh lam, bởi vì sự kết hợp của những màu này chỉ tạo ra màu xám và các sắc thái của nó. .

Muộn hơn một chút vào thế kỷ 18, người ta tin rằng màu sắc của bầu trời là do các bộ phận cấu thành của không khí tạo nên. Theo lý thuyết này, người ta tin rằng không khí chứa nhiều tạp chất, vì không khí tinh khiết sẽ có màu đen. Sau lý thuyết này, vẫn còn rất nhiều giả thiết và phỏng đoán, nhưng không ai có thể tự mình biện minh được.

Quan điểm hiện đại.

Tôi quay sang ý kiến của các nhà khoa học hiện đại. Các nhà khoa học hiện đại đã tìm ra câu trả lời và chứng minh tại sao bầu trời lại có màu xanh lam.

Bầu trời chỉ là không khí, không khí bình thường mà chúng ta hít thở mỗi giây, không thể nhìn thấy và chạm vào, bởi vì nó trong suốt và không trọng lượng. Nhưng chúng ta hít thở không khí trong suốt, tại sao nó lại có màu xanh như vậy trên đầu?

Toàn bộ bí mật nằm trong bầu không khí của chúng tôi.

tia nắng mặt trời phải đi qua một lớp không khí khổng lồ trước khi chạm đất.

tia nắng - màu trắng. Và màu trắng là hỗn hợp của các tia màu. Như trong một vần đếm, bạn có thể dễ dàng nhớ màu sắc của cầu vồng:

mỗi (màu đỏ)
thợ săn (màu cam)
điều ước (màu vàng)
biết (màu xanh lá cây)
ở đâu (màu xanh lam)
ngồi (xanh lam)
gà lôi (tía)

Một tia sáng mặt trời, va chạm với các hạt không khí, vỡ ra thành các tia có bảy màu.

Các tia màu đỏ và da cam dài nhất và truyền từ mặt trời thẳng vào mắt chúng ta. Và tia xanh là tia ngắn nhất, bật ra khỏi các hạt không khí theo mọi hướng và chạm tới mặt đất ít nhất so với các tia khác. Vì vậy, bầu trời bị xuyên thủng bởi những tia sáng xanh.

Màu sắc khác nhau của bầu trời.

Bầu trời không phải lúc nào cũng trong xanh. Ví dụ, vào ban đêm, khi mặt trời không phát ra các tia sáng, chúng ta thấy bầu trời không có màu xanh lam, bầu khí quyển dường như trong suốt. Và thông qua không khí trong suốt, một người có thể nhìn thấy các hành tinh, các ngôi sao. Và vào ban ngày, màu xanh lam lại ẩn các cơ quan vũ trụ khỏi mắt chúng ta.

Bầu trời có màu đỏ - lúc hoàng hôn, trời nhiều mây, màu trắng hoặc xám.

Kết quả.

Vì vậy, sau khi thực hiện nghiên cứu của mình, tôi có thể rút ra kết luận sau:

toàn bộ bí mật nằm ở màu sắc của bầu trời trong bầu khí quyển của chúng ta- trong vỏ không khí hành tinh Trái đất.
Tia nắng xuyên qua bầu khí quyển, vỡ ra thành những tia sáng có bảy màu.
Các chùm màu đỏ và da cam dài nhất và các chùm màu xanh là ngắn nhất..
Các tia xanh đến Trái đất ít hơn các tia khác và bầu trời bị xuyên thủng với màu xanh nhờ những tia này.
Bầu trời không phải lúc nào cũng trong xanh.

Cái chính là bây giờ tôi biết tại sao bầu trời lại có màu xanh. Phần nào đã xác nhận giả thuyết thứ hai của tôi, mặt trời có những tia sáng làm bầu trời có màu này. Dự đoán của hai người bạn cùng lớp của tôi là gần nhất với câu trả lời chính xác.

Ngân sách thành phố cơ sở giáo dục

"Trường trung học Kislovskaya" của vùng Tomsk

Tìm kiếm

Chủ đề: “Tại sao hoàng hôn lại có màu đỏ…”

(tán sắc ánh sáng)

Công việc đã hoàn thành: ,

Học sinh lớp 5A

Người giám sát;

giáo viên môn Hóa học

1. Giới thiệu ………………………………………………… 3

2. Phần chính ……………………………………………… 4

3. Ánh sáng là gì …………………………………………… .. 4

Đề tài nghiên cứu- hoàng hôn và bầu trời.

Các giả thuyết nghiên cứu:

Mặt trời có những tia vẽ bầu trời với nhiều màu sắc khác nhau;

Màu đỏ có thể thu được trong phòng thí nghiệm.

Sự phù hợp của chủ đề của tôi nằm ở chỗ nó sẽ rất thú vị và hữu ích cho người nghe vì rất nhiều người nhìn bầu trời trong xanh, chiêm ngưỡng nó, và ít người biết tại sao nó lại có màu xanh như vậy vào ban ngày, và màu đỏ vào lúc hoàng hôn và điều gì. mang lại cho anh ta một màu sắc như vậy.

2. Phần thân chính

Thoạt nghe, câu hỏi này có vẻ đơn giản, nhưng thực tế nó đã chạm đến những khía cạnh sâu xa của hiện tượng khúc xạ ánh sáng trong khí quyển. Trước khi hiểu câu trả lời cho câu hỏi này, cần phải hình dung ánh sáng là gì..jpg "align =" left "height =" 1 src = ">

Ánh sáng là gì?

Ánh sáng mặt trời là năng lượng. Sức nóng của tia sáng mặt trời, được thấu kính hội tụ, biến thành lửa. Ánh sáng và nhiệt bị phản xạ bởi bề mặt trắng và bị hấp thụ bởi bề mặt đen. Đó là lý do tại sao quần áo màu trắng lạnh hơn quần áo màu đen.

Bản chất của ánh sáng là gì? Người đầu tiên nghiên cứu nghiêm túc về ánh sáng là Isaac Newton. Ông tin rằng ánh sáng bao gồm các hạt của các tiểu thể, chúng được bắn ra như những viên đạn. Nhưng một số đặc điểm của ánh sáng không thể giải thích bằng lý thuyết này.

Một nhà khoa học khác, Huygens, đưa ra lời giải thích khác về bản chất của ánh sáng. Ông đã phát triển lý thuyết "sóng" của ánh sáng. Ông tin rằng ánh sáng tạo ra xung động, hay sóng, giống như cách một viên đá ném xuống ao tạo ra sóng.

Các nhà khoa học ngày nay giữ quan điểm nào về nguồn gốc của ánh sáng? Hiện nay người ta tin rằng sóng ánh sáng có đặc trưng và các hạt và sóng cùng một lúc. Các thí nghiệm đang được tiến hành để hỗ trợ cả hai lý thuyết.

Ánh sáng được tạo thành từ các photon, là các hạt không trọng lượng không có khối lượng, di chuyển với vận tốc khoảng 300.000 km / s, và có tính chất sóng. Tần số dao động sóng của ánh sáng xác định màu sắc của nó. Ngoài ra, tần số dao động càng cao thì bước sóng càng ngắn. Mỗi màu có tần số rung và bước sóng riêng. Trắng ánh sáng mặt trời bao gồm nhiều màu có thể được nhìn thấy bằng cách khúc xạ nó qua lăng kính thủy tinh.

1. Một lăng kính phân hủy ánh sáng.

2. ánh sáng trắng- phức tạp.

Nếu bạn quan sát kỹ luồng ánh sáng đi qua lăng kính tam giác, có thể thấy rằng sự phân hủy của ánh sáng trắng bắt đầu ngay khi ánh sáng truyền từ không khí vào thủy tinh. Thay vì kính, bạn có thể lấy các vật liệu khác trong suốt với ánh sáng.

Điều đáng chú ý là kinh nghiệm này đã tồn tại hàng thế kỷ, và phương pháp luận của nó vẫn được sử dụng trong các phòng thí nghiệm mà không có những thay đổi đáng kể.

sự phân tán (vĩ độ.) - tán xạ, phân tán - phân tán

I. Thí nghiệm của Newton về sự tán sắc.

Hiện tượng tán sắc ánh sáng là hiện tượng đầu tiên được I. Newton nghiên cứu và được coi là một trong những hiện tượng quan trọng nhất của ông công lao khoa học. Không có gì là không có gì khi trên bia mộ của ông, được dựng lên vào năm 1731 và được trang trí bằng các hình tượng của những người đàn ông trẻ tuổi mang biểu tượng cho những khám phá quan trọng nhất của mình, một nhân vật cầm một lăng kính, và dòng chữ trên đài kỷ niệm có dòng chữ: “Ông đã điều tra sự khác biệt trong các tia sáng và các tính chất khác nhau xuất hiện trong trường hợp này, mà trước đây không ai nghi ngờ. Tuyên bố cuối cùng không hoàn toàn chính xác. Sự phân tán đã được biết đến trước đây, nhưng nó vẫn chưa được nghiên cứu chi tiết. Đang tham gia vào việc cải tiến kính thiên văn, Newton đã thu hút sự chú ý đến thực tế là hình ảnh do thấu kính cho ra có màu ở các cạnh. Nghiên cứu các cạnh được tô màu bởi sự khúc xạ, Newton đã thực hiện những khám phá của mình trong lĩnh vực quang học.

Quang phổ nhìn thấy được

Khi một chùm sáng trắng bị phân hủy trong lăng kính, một quang phổ được hình thành trong đó các bức xạ có bước sóng khác nhau bị khúc xạ ở các góc khác nhau. Những màu có trong quang phổ, tức là những màu có thể thu được bằng sóng ánh sáng có bước sóng (hoặc một phạm vi rất hẹp), được gọi là màu quang phổ. Màu quang phổ cơ bản (có tên của chính tôi), cũng như các đặc tính phát xạ của những màu này, được trình bày trong bảng:

Với mỗi "màu" trong quang phổ, người ta phải so sánh sóng ánh sáng chiều dài nhất định

Ý tưởng đơn giản nhất về quang phổ có thể thu được bằng cách nhìn vào cầu vồng. Ánh sáng trắng, khúc xạ trong các giọt nước, tạo thành cầu vồng, vì nó bao gồm nhiều tia có đủ màu sắc và chúng bị khúc xạ theo những cách khác nhau: màu đỏ là yếu nhất, xanh lam và tím là mạnh nhất. Các nhà thiên văn học nghiên cứu quang phổ của Mặt trời, các ngôi sao, hành tinh, sao chổi, vì có thể học được rất nhiều điều từ quang phổ.

Nitơ "href =" / text / category / azot / "rel =" bookmark "> nitơ. Ánh sáng đỏ và xanh lam tương tác khác nhau với oxy. Vì bước sóng của màu xanh lam xấp xỉ kích thước của một nguyên tử oxy và do đó, ánh sáng xanh lam ánh sáng bị phân tán bởi oxy theo các hướng khác nhau, trong khi ánh sáng đỏ lặng lẽ đi qua lớp khí quyển. Trên thực tế, ánh sáng tím còn tán xạ nhiều hơn trong khí quyển, nhưng mắt người kém nhạy cảm hơn với ánh sáng xanh. Kết quả là mắt người nhìn từ mọi phía sẽ thu được ánh sáng xanh bị phân tán bởi oxy, khiến bầu trời có màu xanh lam đối với chúng ta.

Nếu không có bầu khí quyển trên Trái đất, Mặt trời sẽ xuất hiện với chúng ta như một ngôi sao sáng trắng và bầu trời sẽ có màu đen.

0 "style =" border -ump: sập; border: none ">

hiện tượng bất thường

https://pandia.ru/text/80/039/images/image008_21.jpg "alt =" (! LANG: Đèn cực"align =" left "width =" 140 "height =" 217 src = "> cực quang Từ xa xưa, con người đã chiêm ngưỡng bức tranh hùng vĩ của các cực quang và thắc mắc về nguồn gốc của chúng. Một trong những tài liệu tham khảo sớm nhất về cực quang được tìm thấy ở Aristotle. Trong cuốn "Khí tượng học" của ông, viết cách đây 2300 năm, người ta có thể đọc: "Đôi khi vào những đêm trời quang, có nhiều hiện tượng trên bầu trời - những khoảng trống, khoảng trống, màu đỏ như máu ...

Có vẻ như nó đang bốc cháy. "

Tia sáng trong đêm rung động điều gì?

Ngọn lửa mỏng nào tấn công vào dây tóc?

Như tia chớp mà không có những đám mây đe dọa

Những nỗ lực từ trái đất đến thiên đỉnh?

Làm thế nào nó có thể là một quả bóng đông lạnh

Giữa mùa đông có cháy không?

Cực quang là gì? Nó được hình thành như thế nào?

Trả lời. Cực quang là sự phát quang do sự tương tác của các hạt mang điện (electron và proton) bay từ Mặt trời với các nguyên tử và phân tử. khí quyển của Trái đất. Sự xuất hiện của các hạt mang điện này trong một số vùng nhất định của khí quyển và ở những độ cao nhất định là kết quả của sự tương tác gió trời với từ trường Trái đất.

Aerosol "href =" / text / category / ayerozolmz / "rel =" bookmark "> sol khí phân tán bụi và hơi ẩm, đây là nguyên nhân chính gây ra sự phân hủy màu nắng(sự phân tán). Ở vị trí thiên đỉnh, góc tới của tia sáng mặt trời đối với các thành phần sol khí của không khí xảy ra gần như ở một góc vuông, lớp của chúng giữa mắt người quan sát và mặt trời là không đáng kể. Mặt trời càng đi xuống đường chân trời càng thấp thì độ dày của lớp càng tăng. không khí trong khí quyển và lượng huyền phù khí dung trong đó. Các tia sáng mặt trời, so với người quan sát, thay đổi góc tới trên các hạt huyền phù, và sau đó quan sát thấy sự phân tán của ánh sáng mặt trời. Vì vậy, như đã đề cập ở trên, ánh sáng mặt trời được tạo thành từ bảy màu cơ bản. Mỗi màu, giống như sóng điện từ, có độ dài và khả năng tán xạ riêng trong khí quyển. Các màu chính của quang phổ được sắp xếp theo thang theo thứ tự, từ đỏ đến tím. Màu đỏ có khả năng tán xạ (do đó, hấp thụ) ít nhất trong khí quyển. Với hiện tượng phân tán, tất cả các màu theo sau màu đỏ trên thang đo đều bị phân tán bởi các thành phần của huyền phù sol khí và bị chúng hấp thụ. Người quan sát chỉ thấy màu đỏ. Điều này có nghĩa là lớp không khí càng dày, mật độ huyền phù càng cao, thì càng có nhiều tia quang phổ bị tán xạ và hấp thụ. Đã biết một hiện tượng tự nhiên: sau vụ phun trào mạnh mẽ của núi lửa Krakatau vào năm 1883, người ta đã quan sát thấy cảnh hoàng hôn đỏ rực, sáng bất thường ở những nơi khác nhau trên hành tinh trong vài năm. Điều này là do sự phát hành mạnh mẽ bụi núi lửa vào bầu khí quyển trong một vụ phun trào.

Tôi không nghĩ rằng nghiên cứu của tôi sẽ kết thúc ở đó. Tôi có nhiều câu hỏi hơn. Tôi muốn biết:

Điều gì xảy ra khi tia sáng truyền qua các chất lỏng, dung dịch khác nhau;

Ánh sáng bị phản xạ và hấp thụ như thế nào.

Sau khi thực hiện công việc này, tôi đã tin rằng rất nhiều điều tuyệt vời và hữu ích đối với hoạt động thực tế có thể là hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Chính điều đó đã cho phép tôi hiểu tại sao hoàng hôn lại có màu đỏ.

Văn chương

1., Vật lý. Hóa học. 5 - 6 ô. Sách giáo khoa. M.: Bustard, 2009, tr.106

2. Hiện tượng Bulat trong tự nhiên. M.: Khai sáng, 1974, 143 tr.

3. "Ai làm ra cầu vồng?" - Lượng tử 1988, số 6, trang 46.

4. Bài giảng Newton I. Quang học. Tarasov trong tự nhiên. - M.: Khai sáng, 1988

Tài nguyên Internet:

1. http: // potomy. vi / Tại sao bầu trời có màu xanh?

2. http: // www. voprosy-kak-i-pochemu. vi Tại sao bầu trời có màu xanh?

3. http: // kinh nghiệm. vi / danh mục / giáo dục /