Se pare foarte puțini oameni cunosc răspunsul la această aparent „agățat întotdeauna în aer întrebarea.“ Deseori, copiii întrebați despre acest lucru, dar adulții nu sunt gata să dea o explicație. Mulți cred că problema serie, pentru care noi toți nu putem răspunde, cum ar fi „în cazul în care este sfârșitul universului.“ Există oameni care cred că culoarea amestecului de azot și oxigen, atunci când aceste gaze sunt numeroase și ele sunt iluminate de Soare Nu sunt cei care asociază culoarea cerului cu refracției luminii în straturile atmosferei. Cei care au fost în onoruri școlare, vor spune, spun ei, aerul risipește de culoare albastru mai intens decât toate celelalte culori ale spectrului legii Rayleigh, de multe ori fără a înțelege esența acestei imprastiere. Apropo, problema culoarea cerului a fost rezolvată numai de fizicieni ai secolului XX. Prin urmare, nu ar trebui să fie deosebit de jenant.
Și, deși problema direct cu temperatura nu sunt legate, să încercăm să înțelegem. Foarte adânc în fizica nu va săpa, dar principalele puncte ale luminii și aerul rechemare.
Lumina soarelui - un amestec de radiații de toate culorile, de exemplu, unde electromagnetice cu astfel de frecvențe de oscilație care pot afecta retina ochilor umani. Culoarea purpurie corespunde cu o lungime de undă de emisie de 380 nm, roșu - 720 nm. Retina are conuri sunt responsabile de percepția culorilor. Conurile sunt de trei tipuri: albastru (responsabil pentru gama de înaltă frecvență), verde (responsabil pentru MID) și roșu (pentru frecvențe joase). Sensibilitatea variază de conuri se suprapun, dar maximul este într-o anumită culoare.
Moleculele de aer în condiții normale nu au nici o taxa, acestea sunt neutre. Cu toate acestea, ele sunt alcătuite din particule încărcate - electroni și nuclee. Sub influența miezului câmpului electric sunt deplasate într-o singură direcție, electronii - în altul, și dipol este obținut cu propriul câmp electromagnetic. În cazul în care dipol devine într-un câmp electromagnetic alternativ, începe să oscileze, adică, sarcini pozitive și negative sunt deplasate înainte și înapoi, și dipol în sine începe să emită o undă electromagnetică. În acest caz, unda electromagnetică lumina soarelui cauzează moleculele de aer convertit la unde electromagnetice radiante dipoli. Mai mult decât atât, studiul dipolilor pot fi tot felul de direcții. Conform legii de conservare a energiei valurilor de lumină pierde intensitatea în direcția inițială. Acesta este principalul mecanism de difuzie a luminii în aer. Mai degrabă vorbește chiar despre împrăștierea și luminiscența moleculelor de aer atunci când sunt expuse la lumină. Ne uităm prin atmosfera și de fapt, a se vedea lumina de la soare și lumina emisă de moleculele din atmosfera. De ce a făcut el nu alb și albastru?
Faptul că intensitatea radiației dipolului este proporțională cu puterea a patra a frecvenței radiației. Cel mai intens radiant val dipol cu frecvența maximă și energia corespunzătoare luminii albastre. molecule mai puțin aer interacționează cu lumina roșie. Ie în timp ce trece prin atmosfera apare ca un alb pentru filtrarea spectrului. Moleculele de aer emit cea mai mare parte de culoare albastru, adică lumina care excită conuri albastre și verzi ale retinei este mult mai puternic decât conuri roșii.
El a făcut primul pas spre Dzhon Tindal explicația corectă culoarea cerului, în 1865. El a descoperit că, atunci când o rază de lumină printr-un mediu în care particulele în suspensie sunt impurități mici, de culoare albastru intens este împrăștiată mai mult decât roșu. Ca rezultat, vom vedea un tablou al luminii transmise în nuanța albastru. Acest lucru poate fi văzut atunci când este privit din lateral a fasciculului de lumină care trece prin apă, lapte ușor aburite. Dacă nu vedeți lateral și în direcția fasciculului, lumina capătă o nuanță roșiatică, deoarece component albastru dispersat.
Câțiva ani mai târziu, savantul britanic Lord Rayleigh a studiat acest efect mai detaliat. El a arătat că intensitatea difuziei luminii de particule de dimensiuni foarte mici, este invers proporțională cu puterea a patra a lungimii de undă. A urmat că lumina albastră este împrăștiată în 10 de ori mai roșu intens.
Tyndall și Rayleigh crezut că cerul albastru în atmosferă datorită prezenței particulelor mici de praf și vapori de apă. Mai târziu, oamenii de stiinta a dat seama că, dacă acest lucru ar fi adevărat, atunci am fi vazut variatie mult mai mult de culoare cer cu modificări de umiditate, nebuloase și poluarea aerului decât văd acum. Problema a fost rezolvată de Einstein, care în 1911 derivat o formulă care descrie împrăștierea luminii de către molecule. Formula confirmă toate experimentele anterioare. Sa dovedit că nici un praf și abur, și anume moleculele de aer imprastie lumina, deoarece (așa cum sa menționat mai sus), lumina câmpului electromagnetic initiaza momentul de dipol electric în molecule.
De ce este cerul nu violet și albastru? După violet lungime de undă mai scurtă decât albastru. Primul motiv este acela că spectrul radiației solare nu este uniformă. Violet există mai puțin. In plus, razele ultraviolete sunt împrăștiate înapoi în straturile superioare ale atmosferei. Al doilea motiv - sensibilitatea conurilor noastre la culoare violet este mai mică decât albastru. Al treilea motiv este că culoarea albastră nu este doar enervant conuri albastre în retină, dar, de asemenea, un pic de roșu și verde. Prin urmare, culoarea cerului nu este albastru deschis și profund, mai ales atunci când aerul este clar.
Imprastiere luminii de către moleculele de aer și a explicat culoarea sunset. După trecerea de soare într-o tangentă cale lungă pe Pământ, fasciculul pierde toate nuanțele de albastru. Înainte de a ajunge la ochii doar tonuri de galben și roșu. Lângă apusul mării poate fi chiar portocaliu, datorită particulelor de sare în aer, care sunt responsabile pentru împrăștierea Tyndale.
De notat că compoziția atmosferei, adică, prezența azotului și oxigenului, culoarea cerului este aproape independent. În cazul în care atmosfera planetei este grosimea transparentă suficientă și densitate, stea aprins, a cărui spectru este de culoare albă, la fel ca soarele, cerul va fi albastru.
Cum apoi pentru a explica faptul că imaginile de la nava să aterizeze pe Marte, spun că există cerul roz și roșu? Acest lucru se datorează faptului că atmosfera marțiană este foarte subțire și poluarea cu praf. Dispersia luminii solare nu este pe moleculele, de preferință în impurități de praf în suspensie. Multe particule de praf mai mari decât lungimile de undă ale luminii și sunt compuse din oxid de fier, care are o culoare roșie.
Acum știi răspunsul la întrebarea „de ce este cerul albastru“ nu este foarte ușor. Ne-am înțeles și de ce să-i spun copiilor? Poate că atmosfera de mare este format din aer, care strălucește o lumină albastră atunci când soarele se încălzește. Deoarece albastru - cel mai puternic dintre toate culorile curcubeului.