Например, защо небето е синьо? Защо небето е синьо? Защо небето НЕ е лилаво?

Слънчевата светлина е бяла, тоест включва всички цветове на спектъра. Изглежда, че небето също трябва да е бяло, но е синьо.

Със сигурност вашето дете знае фразата „Всеки ловец иска да знае къде седи фазанът“, която помага да запомните цветовете на дъгата. А дъгата е най-добрият начин да разберете как светлината се разпада на вълни с различни честоти. Най-дългата дължина на вълната е за червеното, най-късата за виолетовото и синьото.

Въздухът, който съдържа газови молекули, ледени микрокристали и водни капчици, разпръсква по-силно късовълновата светлина, така че в небето има осем пъти повече сини и виолетови цветове от червените. Този ефект се нарича разсейване на Rayleigh.

Направете аналогия с топки, търкалящи се по велпапе. Колкото по-голяма е топката, толкова по-малка е вероятността да се отклони от курса или да заседне.

Обяснете защо небето не може да бъде с друг цвят

Защо небето не е лилаво?

Логично е да се предположи, че небето трябва да е лилаво, защото този цвят има най-късата дължина на вълната. Но тук влизат в действие особеностите на слънчевата светлина и структурата на човешкото око. Спектърът на слънчевата светлина е неравномерен, има по-малко нюанси на виолетовото от другите цветове. А част от спектъра не се вижда от човешкото око, което допълнително намалява процента на виолетовите нюанси в небето.

Защо небето не е зелено?

amopintar.com

Дете може да попита: „След като разсейването се увеличава с намаляване на дължината на вълната, защо небето не е зелено?“ Не само сините лъчи се разпръскват в атмосферата. Тяхната дължина на вълната е най-къса, така че те са най-видими и най-ярки. Но ако човешкото око беше устроено по различен начин, небето щеше да ни изглежда зелено. В крайна сметка дължината на вълната на този цвят е малко по-дълга от тази на синьото.

Светлината е структурирана по различен начин от боята. Ако смесите зелени, сини и лилави бои, ще получите тъмен цвят. При светлината е обратното: колкото повече цветове се смесват, толкова по-светъл е резултатът.

Разкажи ми за залеза

Виждаме синьо небе, когато слънцето грее отгоре. Когато се приближи до хоризонта и ъгълът на падане на слънчевите лъчи намалява, лъчите се движат тангенциално, покривайки много по-дълъг път. Поради това вълните от синьо-синия спектър се абсорбират в атмосферата и не достигат до Земята. Червени и жълти цветове са разпръснати в атмосферата. Ето защо небето става червено при залез.

Защо небето е синьо Много е трудно да се намери отговор на такъв прост въпрос. Много учени си блъскат мозъка в търсене на отговор. Най-доброто решение на проблема е предложено преди около 100 години от английския физик лорд Джон Рейли.

Но да започнем отначало. Слънцето излъчва ослепително чиста бяла светлина. Това означава, че цветът на небето трябва да е същият, но все още е синьо. Какво се случва с бялата светлина в земната атмосфера?

Малко за цвета

Бялата светлина е смес от цветни лъчи. С помощта на призма можем да направим дъга. Призмата разделя белия лъч на цветни ивици: червено, оранжево, жълто, зелено, синьо, индиго и виолетово. Комбинирайки се заедно, тези лъчи отново образуват бяла светлина. Може да се предположи, че слънчевата светлина първо се разделя на цветни компоненти. Тогава нещо се случва и само сини лъчи достигат повърхността на Земята.

Свързани материали:

Защо фламингото е розово?

И така, защо небето е синьо?

Има няколко възможни обяснения. Въздухът около Земята е смес от газове: азот, кислород, аргон и др. В атмосферата също има водна пара и ледени кристали. Прах и други малки частици са суспендирани във въздуха. В горните слоеве на атмосферата има слой от озон. Възможно ли е това да е причината?

Някои учени смятат, че молекулите на озона и водата абсорбират червените лъчи и предават сините. Но се оказа, че в атмосферата просто няма достатъчно озон и вода, за да оцветят небето в синьо.

През 1869 г. англичанинът Джон Тиндал предположи, че прахът и другите частици разсейват светлината. Синята светлина се разпръсква най-малко и преминава през слоеве от такива частици, за да достигне повърхността на Земята. В лабораторията си той създава модел на смог и го осветява с ярък бял лъч. Смогът стана тъмносин.

Свързани материали:

Защо дъгата има форма на дъга?

Тиндал реши, че ако въздухът е абсолютно чист, нищо няма да разпръсне светлината и можем да се възхищаваме на яркото бяло небе. Лорд Рейли също подкрепи тази идея, но не за дълго. През 1899 г. той публикува своето обяснение: въздухът, а не прахът или димът оцветява небето в синьо.

Връзката между цвета и дължината на вълната - обяснение защо небето е синьо

Част от слънчевите лъчи преминават между газовите молекули, без да се сблъскват с тях и достигат земната повърхност непроменени. Другата, по-голяма част се абсорбира от газовите молекули. Когато фотоните се абсорбират, молекулите се възбуждат, тоест те се зареждат с енергия и след това я излъчват под формата на фотони. Тези вторични фотони имат различни дължини на вълната и могат да бъдат с всякакъв цвят от червено до виолетово.

Свързани материали:

Защо Китай се нарича "Поднебесната империя"?

Те се разпръскват във всички посоки: и към Земята, и към Слънцето, и настрани. Лорд Рейли предположи, че цветът на излъчвания лъч зависи от преобладаването на кванти от един или друг цвят в лъча. Когато газова молекула се сблъска с фотони на слънчеви лъчи, има осем сини кванта на вторичен червен квант.

Какъв е резултатът? Интензивна синя светлина буквално се излива върху нас от всички посоки от милиарди газови молекули в атмосферата. Тази светлина има смесени фотони от други цветове, така че не е чисто синя.

Ако намерите грешка, моля, маркирайте част от текста и щракнете Ctrl+Enter.

• Защо човек се прозява и защо...
• Защо човек не разпознава своята...

Бездънното синьо небе изумява със своя блясък и чистота. Дали Творецът го е създал така или се е появил сам в процеса на формиране, не е толкова важно.

Основното е, че в ясни слънчеви дни човек вижда красиво синьо небе над главата си, което изпълва сърцето и душата му със светлината на живота. Много поетични редове са написани за синевата на небесния свод; синьо-синьото небе е запечатано в хиляди любителски и професионални снимки; небето вдъхновява художниците да създават наистина вълшебни пейзажи и накрая прозрачното синьо небе може да се нарече символ на вечността и любовта.

Възхищавайки се на красотата на небето, много от нас не се замислят защо небето е синьо през светлата част на деня. Но един ден, след като реши да намери отговора на този въпрос, човек може да срещне неясни обяснения.

Ако по природа сте повече лирик, отколкото физик, тогава написаното в тази статия ще ви се стори ясно и достъпно. И просто да знаете причината, поради която небето е синьо, няма да ви лиши от благоговейно отношение към безкрайно синьото, като огромно море.

Най-често небето е куполообразното пространство над земята, което се състои от смес от азот, кислород, въглероден диоксид и водна пара. Синият цвят на небето идва от слънчевите лъчи, проникващи в атмосферата. Какво се случва в небето със слънчевите лъчи, които по природа са многоцветни? Когато слънчевата светлина удари молекулите на въздуха, тя се разпръсква върху тях. И по-малките компоненти на въздушната маса - електроните - излъчват тази светлина.


Според закона на Рейли светлината с по-къса дължина на вълната се разпръсква по-бързо. А синият, индиговият и виолетовият цветови спектър, на който се разлага слънчевият лъч при взаимодействие с газове, има значително по-къса дължина на вълната от червеното, жълтото, оранжевото и зеленото. В резултат на това се оказва, че синьо-синьото зависи пряко от скоростта на дисперсия на вълните, съответстващи на цвят.

Същият принцип обяснява червения цвят на небето при залез. С наближаването на нощта атмосферният слой на Земята се увеличава и късите лъчи от синия, синия и виолетовия спектър се разпръскват в горните слоеве. И в тази част от атмосферата, която човек вижда, преобладават лъчите на червения спектър.

Каквото и да е небето над главите ни, то е неразривно свързано с всички процеси, протичащи в земната атмосфера. Независимо дали вали дъжд или сняг, небето със сигурност ще посивее. При лошо време се казва, че небето се мръщи или плаче. Това означава, че във въображението на хората небето е уловено в синьо-сини тонове.

Мечтата за синьо небе в дъждовни дни никога не напуска човек. Дори тези, които обичат меланхоличното настроение, предизвикано от дъжда, очакват с нетърпение слънчевите лъчи да се появят иззад облаците и небето да грее в примамливото си синьо.

През лятото няма нищо по-красиво от това да лежите в меката уханна трева и да гледате небето. Да удавиш очите си в него и да не мислиш защо е толкова син. Гледайте премерения полет на птиците и не си спомняйте, че небето може да бъде наистина ядосано.


Опитвайки се да видиш ангели в небето и да не усетиш горещите лъчи на слънцето върху кожата си. Можете да експериментирате с небето, да покажете въображението си, просто да живеете. И, следвайки известните редове на руския поет Борис Пастернак

„Във всичко искам да стигна до същината
В работа, в търсене на път, в сърдечен смут..."

за да стигнем до същността на небето, която със сигурност се съдържа в неговата прекрасна синева.

За да направите това, не е нужно да ставате художник, поет, музикант - можете да се научите да усещате небето не само над главата си, но и вътре в себе си, като учител, таксиметров шофьор и бизнесмен. Сортирайки живота по цветовия спектър, като слънчев лъч, трябва бързо да станете участник в различни събития и в същото време да разпръснете изключително чиста, мила светлина, напомняща на хората за синьото небе.

В ясен слънчев ден небето над нас изглежда ярко синьо. Вечер залезът оцветява небето в червено, розово и оранжево. Защо небето е синьо?Какво прави залеза червен?

За да отговорите на тези въпроси, трябва да знаете какво е светлина и от какво е изградена земната атмосфера.

атмосфера

Атмосферата е смес от газове и други частици, които заобикалят земята. Атмосферата се състои главно от азот (78%) и кислород (21%) газове. Газът аргон и водата (под формата на пара, капчици и ледени кристали) са следващите най-разпространени в атмосферата, концентрацията им не надвишава съответно 0,93% и 0,001%. Атмосферата на Земята също съдържа малки количества други газове, както и малки частици прах, сажди, пепел, полени и сол, които навлизат в атмосферата от океаните.

Съставът на атмосферата варира в малки граници в зависимост от местоположението, времето и др. Концентрацията на вода в атмосферата се увеличава по време на бури, както и в близост до океана. Вулканите са способни да изхвърлят огромни количества пепел високо в атмосферата. Замърсяването, причинено от човека, също може да добави различни газове или прах и сажди към нормалния състав на атмосферата.

Плътността на атмосферата на малки височини в близост до повърхността на Земята е най-голяма, а с увеличаване на надморската височина тя постепенно намалява. Няма ясна граница между атмосферата и космоса.

Светлинни вълни

Светлината е вид енергия, която се пренася от вълни. Освен светлина, вълните носят и други видове енергия, например звуковата вълна е вибрация на въздуха. Светлинната вълна е колебание на електрически и магнитни полета, този диапазон се нарича електромагнитен спектър.

Електромагнитните вълни преминават през безвъздушното пространство със скорост от 299,792 km/s. Скоростта, с която се разпространяват тези вълни, се нарича скорост на светлината.

Енергията на излъчване зависи от дължината на вълната и нейната честота. Дължината на вълната е разстоянието между двата най-близки пика (или падини) на вълната. Честотата на една вълна е броят пъти, когато вълната осцилира за секунда. Колкото по-дълга е вълната, толкова по-ниска е нейната честота и толкова по-малко енергия носи.

Видими светли цветове

Видимата светлина е частта от електромагнитния спектър, която може да се види от нашите очи. Светлината, излъчвана от Слънцето или лампа с нажежаема жичка, може да изглежда бяла, но всъщност е смес от различни цветове. Можете да видите различните цветове на видимия спектър на светлината, като го разделите на компоненти с помощта на призма. Този спектър може да се наблюдава и в небето под формата на дъга, в резултат на пречупването на светлината от Слънцето във водни капки, действащи като една гигантска призма.

Цветовете на спектъра се смесват и непрекъснато се трансформират един в друг. В единия край спектърът има червени или оранжеви цветове. Тези цветове плавно преминават в жълто, зелено, синьо, индиго и виолетово. Цветовете имат различни дължини на вълните, различни честоти и се различават по енергии.

Разпространение на светлината във въздуха

Светлината се движи през пространството по права линия, стига да няма препятствия по пътя й. Когато светлинна вълна навлезе в атмосферата, светлината продължава да се движи по права линия, докато на пътя ѝ не попречат прах или газови молекули. В този случай какво ще се случи със светлината ще зависи от нейната дължина на вълната и размера на частиците, уловени по нейния път.

Праховите частици и водните капки са много по-големи от дължината на вълната на видимата светлина. Светлината се отразява в различни посоки, когато удари тези големи частици. Различните цветове на видимата светлина се отразяват еднакво от тези частици. Отразената светлина изглежда бяла, защото все още съдържа същите цветове, които са присъствали преди да бъде отразена.

Газовите молекули са по-малки от дължината на вълната на видимата светлина. Ако светлинна вълна се сблъска с тях, резултатът от сблъсъка може да е различен. Когато светлината се сблъска с молекула на всеки газ, част от нея се абсорбира. Малко по-късно молекулата започва да излъчва светлина в различни посоки. Цветът на излъчената светлина е същият, който е бил абсорбиран. Но цветовете с различна дължина на вълната се абсорбират по различен начин. Всички цветове могат да бъдат абсорбирани, но по-високите честоти (синьо) се абсорбират много по-силно от по-ниските честоти (червено). Този процес се нарича Rayleigh scattering, кръстен на британския физик Джон Rayleigh, който открива този феномен на разсейване през 1870-те години.

Защо небето е синьо?

Небето е синьо поради разсейването на Rayleigh. Докато светлината преминава през атмосферата, повечето от дългите дължини на вълните на оптичния спектър преминават непроменени. Само малка част от червените, оранжевите и жълтите цветове взаимодействат с въздуха.

Въпреки това, много по-къси дължини на вълните на светлината се абсорбират от газовите молекули. След като се абсорбира, синият цвят се излъчва във всички посоки. То е разпръснато навсякъде по небето. Без значение в коя посока гледате, част от тази разпръсната синя светлина достига до наблюдателя. Тъй като синята светлина се вижда навсякъде над главата, небето изглежда синьо.

Ако погледнете към хоризонта, небето ще има по-блед оттенък. Това е резултат от това, че светлината преминава по-голямо разстояние през атмосферата, за да достигне до наблюдателя. Разсеяната светлина отново се разсейва от атмосферата и по-малко синя светлина достига до очите на наблюдателя. Следователно цветът на небето близо до хоризонта изглежда по-блед или дори изглежда напълно бял.

Черно небе и бяло слънце

От Земята Слънцето изглежда жълто. Ако бяхме в космоса или на Луната, Слънцето щеше да ни изглежда бяло. В космоса няма атмосфера, която да разсейва слънчевата светлина. На Земята някои от късите дължини на слънчевата светлина (синя и виолетова) се абсорбират чрез разсейване. Останалата част от спектъра изглежда жълта.

Освен това в космоса небето изглежда тъмно или черно вместо синьо. Това е резултат от липсата на атмосфера, следователно светлината не се разсейва по никакъв начин.

Защо залезът е червен?

Когато Слънцето залезе, слънчевата светлина трябва да измине по-голямо разстояние в атмосферата, за да достигне до наблюдателя, така че повече слънчева светлина се отразява и разпръсква от атмосферата. Тъй като по-малко пряка светлина достига до наблюдателя, Слънцето изглежда по-малко ярко. Цветът на Слънцето също изглежда различен, вариращ от оранжев до червен. Това се случва, защото още повече късовълнови цветове, синьо и зелено, се разпръскват. Остават само дълговълновите компоненти на оптичния спектър, които достигат до очите на наблюдателя.

Небето около залязващото слънце може да има различни цветове. Небето е най-красиво, когато във въздуха има много малки частици прах или вода. Тези частици отразяват светлината във всички посоки. В този случай се разсейват по-къси светлинни вълни. Наблюдателят вижда светлинни лъчи с по-голяма дължина на вълната, поради което небето изглежда червено, розово или оранжево.

Повече за атмосферата

Какво е атмосфера?

Атмосферата е смес от газове и други вещества, които обграждат Земята под формата на тънка, предимно прозрачна обвивка. Атмосферата се задържа на място от земната гравитация. Основните компоненти на атмосферата са азот (78,09%), кислород (20,95%), аргон (0,93%) и въглероден диоксид (0,03%). Атмосферата също така съдържа малки количества вода (на различни места концентрацията й варира от 0% до 4%), твърди частици, газове неон, хелий, метан, водород, криптон, озон и ксенон. Науката, която изучава атмосферата, се нарича метеорология.

Животът на Земята не би бил възможен без наличието на атмосфера, която доставя кислорода, от който се нуждаем, за да дишаме. Освен това атмосферата изпълнява още една важна функция - изравнява температурата на цялата планета. Ако нямаше атмосфера, тогава на някои места на планетата можеше да има цвъртяща топлина, а на други места екстремен студ, температурният диапазон можеше да варира от -170°C през нощта до +120°C през деня. Атмосферата също ни предпазва от вредното лъчение от Слънцето и космоса, като го абсорбира и разпръсква.

От общото количество слънчева енергия, достигаща Земята, приблизително 30% се отразява от облаците и земната повърхност обратно в космоса. Атмосферата абсорбира приблизително 19% от слънчевата радиация и само 51% се абсорбира от земната повърхност.

Въздухът има тежест, въпреки че ние не го осъзнаваме и не усещаме натиска на въздушния стълб. На морското равнище това налягане е една атмосфера или 760 mmHg (1013 милибара или 101,3 kPa). С увеличаване на надморската височина атмосферното налягане намалява бързо. На всеки 16 км надморска височина налягането пада 10 пъти. Това означава, че при налягане от 1 атмосфера на морското равнище, на височина 16 км налягането ще бъде 0,1 атм, а на височина 32 км - 0,01 атм.

Плътността на атмосферата в най-ниските й слоеве е 1,2 kg/m3. Всеки кубичен сантиметър въздух съдържа приблизително 2,7 * 10 19 молекули. На нивото на земята всяка молекула се движи с около 1600 км/ч, сблъсквайки се с други молекули 5 милиарда пъти в секунда.

Плътността на въздуха също намалява бързо с увеличаване на надморската височина. На надморска височина от 3 км плътността на въздуха намалява с 30%. Хората, живеещи близо до морското равнище, изпитват временни проблеми с дишането, когато бъдат издигнати на такава височина. Най-високата надморска височина, на която постоянно живеят хора, е 4 км.

Структурата на атмосферата

Атмосферата се състои от различни слоеве, разделянето на тези слоеве става според тяхната температура, молекулен състав и електрически свойства. Тези слоеве нямат ясно определени граници, те се променят сезонно и освен това техните параметри се променят на различни географски ширини.

Разделяне на атмосферата на слоеве в зависимост от техния молекулен състав

Хомосфера

• Долните 100 км, включително тропосферата, стратосферата и мезопаузата.
• Съставлява 99% от масата на атмосферата.
• Молекулите не се разделят по молекулно тегло.
• Съставът е доста хомогенен, с изключение на някои малки локални аномалии. Хомогенността се поддържа чрез постоянно смесване, турбулентност и турбулентна дифузия.
• Водата е един от двата компонента, които са неравномерно разпределени. Докато водната пара се издига, тя се охлажда и кондензира, след което се връща към земята под формата на валежи - сняг и дъжд. Самата стратосфера е много суха.
• Озонът е друга молекула, чието разпределение е неравномерно. (Прочетете по-долу за озоновия слой в стратосферата.)

Хетеросфера

• Простира се над хомосферата и включва термосферата и екзосферата.
• Разделянето на молекулите в този слой се основава на техните молекулни тегла. По-тежките молекули като азот и кислород са концентрирани в долната част на слоя. По-леките, хелият и водородът, преобладават в горната част на хетеросферата.

Разделяне на атмосферата на слоеве в зависимост от техните електрически свойства.

Неутрална атмосфера

• Под 100 км.

йоносфера

• Приблизително над 100 км.
• Съдържа електрически заредени частици (йони), получени от абсорбцията на ултравиолетова светлина
• Степента на йонизация се променя с надморската височина.
• Различните слоеве отразяват дълги и къси радиовълни. Това позволява на радиосигналите, пътуващи по права линия, да се огъват около сферичната повърхност на земята.
• Полярните сияния се появяват в тези атмосферни слоеве.
• Магнитосферае горната част на йоносферата, простираща се до приблизително 70 000 km надморска височина, тази надморска височина зависи от интензивността на слънчевия вятър. Магнитосферата ни предпазва от високоенергийни заредени частици от слънчевия вятър, като ги задържа в магнитното поле на Земята.

Разделяне на атмосферата на слоеве в зависимост от техните температури

Височина на горната граница тропосферазависи от сезоните и географската ширина. Простира се от земната повърхност до надморска височина от приблизително 16 km на екватора и до надморска височина от 9 km на северния и южния полюс.

• Префиксът "тропо" означава промяна. Промените в параметрите на тропосферата възникват поради метеорологичните условия - например поради движението на атмосферните фронтове.
• С увеличаване на надморската височина температурата пада. Топлият въздух се издига, след това се охлажда и пада обратно към Земята. Този процес се нарича конвекция, възниква в резултат на движението на въздушните маси. Ветровете в този слой духат предимно вертикално.
• Този слой съдържа повече молекули от всички останали слоеве взети заедно.

Стратосфера- простира се от приблизително 11 km до 50 km надморска височина.

• Има много тънък слой въздух.
• Префиксът "страто" се отнася до слоеве или разделяне на слоеве.
• Долната част на стратосферата е доста спокойна. Реактивните самолети често летят в долната стратосфера, за да избегнат лошото време в тропосферата.
• В горната част на стратосферата има силни ветрове, известни като струйни потоци на голяма надморска височина. Те духат хоризонтално със скорост до 480 км/ч.
• Стратосферата съдържа "озоновия слой", разположен на надморска височина от приблизително 12 до 50 km (в зависимост от географската ширина). Въпреки че концентрацията на озон в този слой е само 8 ml/m 3, той е много ефективен при абсорбирането на вредните ултравиолетови лъчи от слънцето, като по този начин защитава живота на земята. Молекулата на озона се състои от три кислородни атома. Молекулите на кислорода, които дишаме, съдържат два кислородни атома.
• Стратосферата е много студена, с температура приблизително -55°C на дъното и нарастваща с надморската височина. Повишаването на температурата се дължи на поглъщането на ултравиолетовите лъчи от кислорода и озона.

Мезосфера- простира се до надморска височина от около 100 km.

• С увеличаване на надморската височина температурата се повишава бързо.

Термосфера- простира се до надморска височина от около 400 km.

• С увеличаване на надморската височина температурата се повишава бързо поради абсорбцията на ултравиолетовото лъчение с много къса дължина на вълната.
• Метеорите или "падащите звезди" започват да изгарят на височина от приблизително 110-130 км над земната повърхност.

Екзосфера- простира се на стотици километри отвъд термосферата, като постепенно се премества в открития космос.

• Плътността на въздуха тук е толкова ниска, че използването на понятието температура губи всякакъв смисъл.
• Когато молекулите се сблъскват една с друга, те често излитат в космоса.

Защо цветът на небето е син?

Видимата светлина е вид енергия, която може да пътува в космоса. Светлината от Слънцето или лампа с нажежаема жичка изглежда бяла, въпреки че в действителност е смес от всички цветове. Основните цветове, които изграждат бялото, са червено, оранжево, жълто, зелено, синьо, индиго и виолетово. Тези цветове непрекъснато се трансформират един в друг, така че в допълнение към основните цветове има и огромен брой различни нюанси. Всички тези цветове и нюанси могат да се наблюдават в небето под формата на дъга, която се появява в зона с висока влажност.

Въздухът, който изпълва цялото небе, е смес от малки газови молекули и малки твърди частици като прах.

Когато слънчевата светлина преминава през въздуха, тя среща молекули и прах. Когато светлината се сблъска с газови молекули, светлината може да се отрази в различни посоки. Някои цветове, като червено и оранжево, достигат директно до наблюдателя, като преминават директно през въздуха. Но повечето синя светлина се отразява от въздушните молекули във всички посоки. Това разпръсква синя светлина в небето и го кара да изглежда синьо.

Когато погледнем нагоре, част от тази синя светлина достига до очите ни от цялото небе. Тъй като виждаме синьо навсякъде над главите си, небето изглежда синьо.

В открития космос няма въздух. Тъй като няма препятствия, от които светлината да се отразява, светлината пътува директно. Лъчите на светлината не се разсейват и „небето“ изглежда тъмно и черно.

Експерименти със светлина

Първият експеримент е разлагането на светлината в спектър

За да проведете този експеримент ще ви трябва:

• малко огледало, парче бяла хартия или картон, вода;
• голям плитък съд като кювета или купа или пластмасова кутия за сладолед;
• слънчево време и прозорец към слънчевата страна.

Как да проведем експеримент:

1. Напълнете кюветата или купата 2/3 с вода и я поставете на пода или масата, така че пряката слънчева светлина да достига до водата. Наличието на пряка слънчева светлина е задължително за правилно експериментиране.
2. Поставете огледалото под вода, така че слънчевите лъчи да падат върху него. Задръжте лист хартия върху огледалото, така че слънчевите лъчи, отразени от огледалото, да паднат върху хартията; ако е необходимо, коригирайте относителната им позиция. Наблюдавайте цветовия спектър на хартия.

Какво се случва: Водата и огледалото действат като призма, разделяйки светлината на цветните компоненти на спектъра. Това се случва, защото светлинните лъчи, преминавайки от една среда (въздух) в друга (вода), променят скоростта и посоката си. Това явление се нарича пречупване. Различните цветове се пречупват по различен начин, виолетовите лъчи са по-затормозени и променят посоката си по-силно. Червените лъчи се забавят и променят посоката си по-малко. Светлината се разделя на съставните си цветове и можем да видим спектъра.

Втори опит – моделиране на небето в стъклен буркан

Необходими материали за експеримента:

• прозрачна висока чаша или прозрачен пластмасов или стъклен буркан;
• вода, мляко, чаена лъжичка, фенерче;
• тъмна стая;

Провеждане на експеримента:

1. Напълнете чаша или буркан 2/3 с вода, приблизително 300-400 мл.
2. Добавете 0,5 до една лъжица мляко към водата, разклатете сместа.
3. Вземете чаша и фенерче, влезте в тъмна стая.
4. Дръжте фенерче над чаша с вода и насочете светлинния лъч към повърхността на водата, погледнете чашата отстрани. В този случай водата ще има синкав оттенък. Сега насочете фенерчето към страната на стъклото и погледнете лъча светлина от другата страна на стъклото, така че светлината да минава през водата. В този случай водата ще има червеникав оттенък. Поставете фенерче под стъклото и насочете светлината нагоре, докато гледате водата отгоре. В този случай червеникавият оттенък на водата ще изглежда по-наситен.

Това, което се случва в този експеримент е, че малки частици мляко, суспендирани във вода, разсейват светлината, идваща от фенерче, по същия начин, по който частиците и молекулите във въздуха разпръскват слънчевата светлина. Когато една чаша се освети отгоре, водата изглежда синкава поради факта, че синият цвят се разпръсква във всички посоки. Когато гледате директно светлината през водата, светлината от фенера изглежда червена, защото някои от сините лъчи са премахнати поради разсейване на светлината.

Трети опит – смесване на цветове

Ще имаш нужда:

• молив, ножица, бял картон или лист ватман;
• цветни моливи или маркери, владетел;
• халба или голяма чаша с диаметър в горната част 7...10 cm или шублер.
• Хартиена чаша.

Как да проведем експеримент:

1. Ако нямате шублер, използвайте чаша като шаблон, за да начертаете кръг върху парче картон и изрежете кръга. С помощта на линийка разделете кръга на 7 приблизително равни сектора.
2. Оцветете тези седем сектора в цветовете на основния спектър - червено, оранжево, жълто, зелено, синьо, индиго и виолетово. Опитайте се да рисувате диска възможно най-чисто и равномерно.
3. Направете дупка в средата на диска и поставете диска върху молив.
4. Направете дупка в дъното на хартиената чаша, като диаметърът на дупката трябва да е малко по-голям от диаметъра на молива. Обърнете чашата с главата надолу и поставете молив с монтиран диск в нея, така че оловото на молива да лежи на масата, регулирайте позицията на диска върху молива така, че дискът да не докосва дъното на чашата и да е над него на височина 0,5..1,5см.
5. Бързо завъртете молива и погледнете въртящия се диск, обърнете внимание на цвета му. Ако е необходимо, регулирайте диска и молива, така че да могат да се въртят лесно.

Обяснение на наблюдаваното явление: цветовете, с които са боядисани секторите на диска, са основните компоненти на цветовете на бялата светлина. Когато дискът се върти достатъчно бързо, цветовете сякаш се сливат и дискът изглежда бял. Опитайте да експериментирате с други цветови комбинации.

Светът около нас е пълен с удивителни чудеса, но ние често не им обръщаме внимание. Възхищавайки се на ясното синьо на пролетното небе или ярките цветове на залеза, ние дори не се замисляме защо небето променя цвета си с промяната на времето на деня.


Свикнали сме с яркото синьо в хубав слънчев ден и с факта, че през есента небето става мъгливо сиво, губейки ярките си цветове. Но ако попитате съвременен човек защо се случва това, огромното мнозинство от нас, веднъж въоръжени с училищни знания по физика, едва ли ще могат да отговорят на този прост въпрос. Междувременно в обяснението няма нищо сложно.

Какво е цвят?

От училищния курс по физика трябва да знаем, че разликите в цветовото възприятие на обектите зависят от дължината на вълната на светлината. Нашето око е в състояние да различи само доста тесен диапазон от вълново излъчване, като най-късите вълни са сини, а най-дългите са червени. Между тези два основни цвята се намира цялата ни палитра от цветово възприятие, изразена чрез вълново излъчване в различни диапазони.

Белият слънчев лъч всъщност се състои от вълни от всички цветови гами, което лесно се вижда, като се прекара през стъклена призма - вероятно си спомняте това училищно преживяване. За да се запомни последователността от промени в дължините на вълните, т.е. последователност от цветове на спектъра на дневната светлина, беше измислена забавна фраза за ловеца, която всеки от нас научи в училище: Всеки ловец иска да знае и др.


Тъй като вълните на червената светлина са най-дългите, те са по-малко податливи на разсейване при преминаване. Ето защо, когато трябва визуално да подчертаете обект, те използват предимно червен цвят, който е ясно видим отдалеч при всяко време.

Следователно забранителният светофар или всяка друга предупредителна светлина за опасност е червена, а не зелена или синя.

Защо небето става червено при залез?

Във вечерните часове преди залез слънчевите лъчи падат върху повърхността на земята под ъгъл, а не директно. Те трябва да преодолеят много по-дебел слой атмосфера, отколкото през деня, когато повърхността на земята е осветена от преките лъчи на Слънцето.

По това време атмосферата действа като цветен филтър, който разпръсква лъчи от почти целия видим диапазон, с изключение на червените - най-дългите и следователно най-устойчиви на смущения. Всички останали светлинни вълни се разпръскват или поглъщат от частици водна пара и прах, присъстващи в атмосферата.

Колкото по-надолу пада Слънцето спрямо хоризонта, толкова по-дебел слой атмосфера трябва да преодолеят светлинните лъчи. Следователно цветът им все повече се измества към червената част на спектъра. С това явление се свързва народно поверие, според което червеният залез предвещава силен вятър на следващия ден.


Вятърът възниква във високите слоеве на атмосферата и на голямо разстояние от наблюдателя. Косите лъчи на слънцето подчертават възникващата зона на атмосферна радиация, в която има много повече прах и пара, отколкото в спокойна атмосфера. Следователно, преди ветровит ден виждаме особено червен, ярък залез.

Защо небето е синьо през деня?

Разликите в дължините на светлинните вълни също обясняват ясното синьо на дневното небе. Когато слънчевите лъчи падат директно върху повърхността на земята, слоят атмосфера, който те преодоляват, има най-малка дебелина.

Разсейването на светлинните вълни възниква, когато те се сблъскат с молекулите на газовете, които съставляват въздуха, и в тази ситуация светлинният диапазон с къса дължина на вълната се оказва най-стабилен, т.е. сини и виолетови светлинни вълни. В хубав безветрен ден небето придобива невероятна дълбочина и синева. Но защо тогава виждаме синьо, а не виолетово в небето?

Факт е, че клетките на човешкото око, които отговарят за цветовото възприятие, възприемат синьото много по-добре от виолетовото. Все пак виолетовото е твърде близо до границата на диапазона на възприемане.

Ето защо виждаме небето ярко синьо, ако в атмосферата няма разсейващи компоненти, различни от въздушните молекули. Когато в атмосферата се появи достатъчно голямо количество прах - например в горещо лято в града - небето сякаш избледнява, губейки ярко синьото си.

Сиво небе от лошо време

Сега е ясно защо есенното лошо време и зимната киша правят небето безнадеждно сиво. Голямо количество водна пара в атмосферата води до разсейване на всички компоненти на бял светлинен лъч без изключение. Светлинните лъчи се раздробяват на малки капчици и водни молекули, губят посоката си и се смесват в целия диапазон на спектъра.


Следователно светлинните лъчи достигат до повърхността, сякаш преминават през гигантски разпръскващ се абажур. Ние възприемаме това явление като сивкаво-белия цвят на небето. Веднага щом влагата се отстрани от атмосферата, небето отново става ярко синьо.