Stjerne nyheder
Fortæl mig hvorfor himlen er blå. Hvorfor er himlen blå (for børn)? Hvorfor er himlen blå
Sandsynligvis har alle mødt dette simple spørgsmål mindst én gang i deres liv: Hvorfor er en klar, skyfri himmel blå eller blå? Det er klart på grund af den luft, vi indånder, på grund af Jordens atmosfære! Vores luft er sandsynligvis "blå" eller sådan noget. Det virker kun gennemsigtigt, men på store afstande ser fly, bjerge, skibe ud til at være i en blålig dis... Sådan ræsonnement løser ikke hovedspørgsmålet: hvorfor er himlen blå? Luften er ikke malet blå!
Det enkle og korte svar er: himlen er blå, fordi luftmolekyler spreder solens blå farve mere end den røde.
Fordi luft spreder blåt lys, ser himlen blå ud, og solen selv ser gul ud. Desuden ser vi ved solnedgang, når sollys passerer gennem en større tykkelse af atmosfæren Rød sol og daggry, malet i gul-røde farver. Alt dette er kun muligt, fordi blåt lys spredes af atmosfæren på vej til os.
Men hvor kom det blå lys fra i første omgang? Til at begynde med er hvidt lys fra Solen en blanding af alle regnbuens farver, fra violet til rødt. Stop, siger du Er solens lys hvid? Ja, . Andet punkt: vi taler nu om lys, ikke om farve. Hvis vi blander maling i forskellige farver, får vi selvfølgelig noget næsten sort.
Lysets farve er ikke farven på noget objekt. Blander vi rødt, gult, orange, grønt, cyan, indigo og violet lys i nogenlunde lige store mængder, får vi hvidt lys. Isaac Newton var den første til at demonstrere dette ved at bruge et prisme til at adskille forskellige farver og danne et spektrum.
Forskere har opdaget, at farvet lys bare er lys med forskellige bølgelængder. Den synlige del af spektret spænder fra rødt lys med en bølgelængde på omkring 720 nm til violet med en bølgelængde på omkring 380 nm, med orange, gul, grøn, cyan og blå imellem. Tre forskellige typer farvereceptorer i nethinden i det menneskelige øje reagerer stærkest på røde, grønne og blå bølgelængder, hvilket tilsammen giver os alle de mange forskellige farver.
Ja, hvad siger fysikken om hvorfor himlen er blå?
Tog de første skridt mod en korrekt forklaring af himlens farve John Tyndall i 1859. Han opdagede en mærkelig effekt: Hvis du passerer lys gennem en gennemsigtig væske, hvori små partikler er suspenderet, vil blåt lys blive spredt af disse partikler mere end rødt lys.
Dette kan let demonstreres. Tag et glas vand og rør et par dråber mælk, lidt mel eller sæbe i det, indtil vandet i glasset bliver uklart. Skynd derefter en lommelygte gennem glasset. Du vil se, at lyset inde i glasset er blevet blålig. Eller rettere, lyset, der kom ind i dine øjne fra glasset, blev blåligt, det vil sige, det blev afvist og spredt i opløsningen!
Men det mest interessante er det lyset, der kommer ud af glasset, efter at have mistet en del af sin blå komponent, vil ikke længere være hvidt, men gulligt! Hvis du tager en tilstrækkelig bred beholder, så vil lyset, der har spredt sig mange gange undervejs, endelig miste sin blå komponent og vil komme ud af beholderen ikke længere gult, men rødt.
Tyndall-effekten vedrører spredning af lys i grumsete væsker. Partikler i en sådan væske skal have en speciel overfladestruktur - riller, gitre, porer, hjørner, hvis størrelse er sammenlignelig med lysets bølgelængde.
Takket være Tyndall-effekten findes der smukke blå safirinid-krebsdyr. Disse små dyr, som om de gløder indefra, bliver nogle gange fuldstændig usynlige for iagttageren (lysspredning går ind i det ultraviolette område)...
Tyndall-effekten er også ansvarlig for blå øjne hos mennesker!
Ja, ja, blå øjne skabes slet ikke af blåt pigment - det er der simpelthen ikke - men melanin, som spreder lyset tilsvarende!
Et par år senere blev Tyndall-effekten undersøgt i detaljer af Lord Rayleigh. Siden da er spredning af lys med meget små partikler blevet kaldt Rayleigh spredning. Rayleigh viste, at mængden af spredt lys er omvendt proportional med den fjerde potens af bølgelængden for tilstrækkeligt små partikler. Det følger heraf, at blåt lys på sådanne partikler er spredt mere end rødt lys, cirka 10 gange: (700 nm/400 nm) 4 = 10
Støv eller molekyler?
Alt dette er vidunderligt, men vores himmel er fyldt med luft, ikke væske, og der er ingen stykker sæbe eller mælk, der flyder på himlen... Hvilken slags partikler spreder lys i luften? Tyndall og Rayleigh mente, at himlens blå farve må skyldes små støvpartikler og dråber vanddamp, som er suspenderet i atmosfæren præcis som mælkepartikler er suspenderet i vand.
Dette er en misforståelse, selvom nogle mennesker selv i dag siger, at himlens farve bestemmes af damp og støv. Hvis dette var tilfældet, ville himlens farve ændre sig meget mere afhængigt af fugtighed eller tåge, end den faktisk gør. Derfor antog forskerne (korrekt!), at oxygen- og nitrogenmolekyler var tilstrækkelige til at forklare spredningen. Det er luften selv, eller rettere sagt, dens molekyler spreder lys!
Blå himmel og skyer på det. Luft spreder lys i overensstemmelse med Rayleigh-spredning, og større skypartikler i overensstemmelse med Mie-spredning. Foto: Andrei Azanfirei/Flickr.com
Spørgsmålet blev endelig løst af Albert Einstein i 1911, som beregnede en detaljeret formel for spredning af lys afhængigt af molekyler, og yderligere eksperimenter bekræftede glimrende hans beregninger. De siger, at Einstein endda var i stand til at bruge sine beregninger som en ekstra test af Avogadros tal!
Hvorfor er himlen blå og ikke lilla?
Forresten, hvis blåt lys spreder 10 gange mere end rødt lys, så burde selv kortere violette bølger sprede mere end blåt! Spørgsmålet opstår: hvorfor ser himlen ikke lilla ud?
For det første er emissionsspektret af lys fra solen ikke det samme i alle bølgelængder - den maksimale energi i solspektret opstår i grønt lys. For det andet absorberes kortbølget violet lys aktivt i de øverste lag af atmosfæren (ligesom ultraviolet!), så mindre violet end blåt når jordens overflade.
Endelig er den tredje grund vores øjne mindre følsom over for violet lys end blåt lys.
Følsomhedskurver for tre typer kegler i det menneskelige øje.
Vi har tre typer farvereceptorer eller kegler i nethinden i vores øjne. De kaldes røde, blå og grønne, fordi de reagerer stærkest på lys ved disse bølgelængder. Men faktisk er de i stand til at fange lys af andre bølgelængder, der dækker hele spektret.
Når vi ser på himlen, reagerer røde kogler på små mængder spredt rødt lys, men også - mindre kraftigt - på orange og gule bølgelængder. Grønne kogler reagerer på gule og stærkere spredte grønne og grønblå bølger. Endelig stimuleres blå kegler af farver ved blå bølgelængder, som er meget spredte. Hvis der ikke var blåt og violet i spektret, ville himlen se blå ud med en let grønlig farvetone. Men de mest spredte bølgelængder af blå og violet stimulerer også let de røde kegler, så disse farver fremstår blå med en tilføjet rød nuance. Den samlede effekt er det Når vi ser på himlen, stimuleres røde og grønne kegler omtrent ligeligt, og blå stimuleres kraftigere. Denne kombination skaber i sidste ende en blå eller blå himmel.
Smukke solnedgange
Hvad kunne være smukkere end stille solnedgange på kysten eller i steppen? Når luften er klar og klar, vil solnedgangen være gul, ligesom en lommelygte, der krydser et glas sæbe: Noget af det blå lys vil spredes, og Solens overordnede farve vil skifte til den røde ende af spektret.
Solnedgange kan være ekstremt varierede i farve afhængigt af atmosfærens tilstand. Foto: Alex Derr
Det er en anden sag, hvis luften er forurenet med små partikler - dampe, støv, smog. I dette tilfælde vil solnedgangen være orange og endda rød. Solnedgange over havet kan også virke orange på grund af saltpartikler suspenderet i luften, hvilket kan skabe Tyndall-effekten. Himlen omkring solen ses rødfarvet, ligesom lyset kommer direkte fra solen. Dette skyldes, at alt lys spredes relativt godt i små vinkler, men så er der større sandsynlighed for, at blåt lys spredes to gange eller mere over større afstande, hvilket efterlader gult, rødt og orange.
Skyer, blå måne og blå dis
Skyer og støvdis ser hvide ud, fordi de består af partikler med længere bølgelængder af lys. Sådanne partikler vil sprede alle bølgelængder ligeligt (Mie-spredning).
Men nogle gange kan der være meget mindre partikler i luften. Nogle bjergområder er berømte for deres blå dis. Terpenaerosoler fra vegetation reagerer med ozon i atmosfæren og danner fine partikler omkring 200 nm i diameter, der er fremragende til at sprede blåt lys.
Blå dis over Kotor-bugten i Montenegro. Foto: Rocher/Flickr.com
En skovbrand eller vulkanudbrud kan nogle gange fylde atmosfæren med små partikler med en diameter på 500-800 nm, hvilket er den passende størrelse til at sprede rødt lys. Dette er det modsatte af den normale Tyndall-effekt og kan få Månen til at se blå ud, da rødt lys fra Månen bliver spredt af disse partikler. Ægte blå måne- en meget sjælden begivenhed!
Hvorfor er Mars himmel rød?
Nu er vi nået til Mars, hvor himlen, at dømme efter fotografier af rovere og automatiske nedstigningskøretøjer, er rød, sandgul, grålig blå... Hvordan er den egentlig?
Ifølge fysikken skulle marshimlen være blå. Det og der er blåt, men kun når atmosfæren på den røde planet er rolig. Det er dog kendt, at vinden blæser ofte på Mars. På trods af, at planetens atmosfære er ekstremt sjælden, er vindene i stand til at rejse millioner af tons sand og støv og forårsage ægte sandstorme. Nogle storme kan skjule næsten hele Mars' overflade!
Efter sådanne storme forbliver partikler af jernrigt støv suspenderet i luften i lang tid. Farven på dette støv er rød (dette er rust), og derfor bliver himlen på Mars gullig-orange.
Refleksionståger
Lad os endelig se langt ud i rummet, hvor stjerner nu bliver født.
Ophiuchis tågekompleks. Foto: Jim Misti/Steve Mazlin/Robert Gendler
Her er et helt kompleks af kosmiske gas- og støvskyer placeret på grænsen til stjernebillederne Ophiuchus og Scorpio. Bemærk venligst: nogle af skyerne lyser klart med en rødlig glød, den anden del, tværtimod, absorberer lys og ligner sorte huller. Endelig har den tredje del en blålig farve.
Alle tre typer skyer består hovedsageligt af brint med en lille blanding af støv og molekyler. Hvorfor ser de anderledes ud? Det handler om deres temperatur. Opvarmet af lyset fra stjernerne nedsænket i dem, begynder skyerne selv at gløde. Det røde skær er brintstråling. Meget kolde skyer absorberer tværtimod lys og er derfor uigennemsigtige for os. Endelig ser skyer, der er kolde, men placeret tæt på klare stjerner, blålige ud. De reflekterer lyset fra stjerner og spreder det på samme måde som Jordens atmosfære!
Visninger af indlæg: 5.604
De gamle grækere troede: "Himlen er blå, fordi den er lavet af den reneste bjergkrystal!" Desuden er krystallen flerlags - derfor har den en blå farve. Lægger du et stykke almindeligt glas foran dig, bliver det gennemsigtigt. Men hvis du lægger flere stykker i en bunke og prøver at se igennem dem, viser det sig, at du ikke vil se, hvad der faktisk er bag hele strukturen, men en slags uforståelig blåhed.
Så i vores tilfælde er himlen en række krystalkugler, som er placeret den ene inde i den anden med smykkepræcision. Midt i hele dette sæt af kugler er Jorden med dens fæstninger, taverner, veje, bjergtoppe, templer, byer og have. På den ene kugle er der en stærkt brændende sol. På den anden sfære er Månen. Den tredje kugle er overstrøet med et uendeligt antal stjerner, som nu og da bryder væk fra krystaloverfladen og falder ned. Alle andre sfærer placerer en af et stort antal planeter på sig selv.
Alle disse kugler roterer, og hver har sin egen retning og hastighed. De roterer uden at slibe eller knirke, og i selve centrum af dette fantastiske system er vores unikke og vigtige planet placeret i den "globale" tomhed. Det må være et storslået syn!
De gamle grækere troede oprigtigt på denne teori om, hvorfor himlen er blå. Men hvad fik dem egentlig til at tro det? Himlen kan jo ikke røres, den kan kun betragtes. Overvej og reflekter, byg de mest utrolige gæt. I dag kaldes sådanne gæt normalt for "videnskabelig teori", men de gamle grækere bekymrede sig ikke og kaldte dem det - gæt.
Hvorfor er himlen blå (ifølge videnskabsmænd)?
Moderne videnskabsmænd var i stand til at finde det rigtige svar og bevise, hvorfor himlen er blå. Fysikken skjulte denne hemmelighed i ret lang tid, eller rettere sagt atmosfæren på vores planet. Som alle ved, er luft i sig selv en farveløs gas, men når solens stråler trænger ind i den, begynder lyset at bryde op i 7 primærfarver:
Da blå og blå farver i denne proces har en klar fordel - det er derfor, vi ser himlen som blå-blå.
Det mest succesrige eksempel på denne proces er sammenligningen af dag og nat. Om natten er der ingen solstråler, da solen i øjeblikket vil oplyse den modsatte side af planeten. Takket være fraværet af lys kan vi se atmosfærens sande farve, for at være præcis, fraværet af enhver farve, gennemsigtighed. Gennem den gennemsigtige luft har vi mulighed for at se andre galakser, stjerner, plateauer, sorte rum. I det øjeblik Solen begynder at oplyse vores side af planeten igen, bliver himlen azurblå. Himlen er således et slags blåt gardin, bag hvilket rum er gemt for os i dagslyset. Derfor er himlen blå om dagen og gennemsigtig om natten, hvorfor den virker sort for os.
Hvorfor er himlen kun blå i klart vejr? Faktum er, at i overskyet vejr er hele spektret af lysstråler simpelthen ude af stand til at trænge ind til jordens overflade, og de få stråler, der var i stand til at nå os, brydes af vand, som er suspenderet i meget høj højde. Det er dette vand, der forvrænger lysbølger.
Nu er du overbevist om, at hele årsagen til ændringen i himlens farver ligger i fysikkens urokkelige love.
Sollys er hvidt, det vil sige, at det inkluderer alle spektrets farver. Det ser ud til, at himlen også skulle være hvid, men den er blå.
Dit barn kender helt sikkert sætningen "Hver jæger vil vide, hvor fasanen sidder", som hjælper med at huske regnbuens farver. Og en regnbue er den bedste måde at forstå, hvordan lys bryder op i bølger med forskellige frekvenser. Den længste bølgelængde er for rød, den korteste for violet og blå.
Luft, som indeholder gasmolekyler, ismikrokrystaller og vanddråber, spreder kortbølget lys kraftigere, så der er otte gange flere blå og violette farver på himlen end rød. Denne effekt kaldes Rayleigh-spredning.
Tegn en analogi med bolde, der ruller ned ad et bølgepap. Jo større bolden er, jo mindre sandsynlighed er der for, at den kommer ud af kurs eller sidder fast.
Forklar hvorfor himlen ikke kan have en anden farve
Hvorfor er himlen ikke lilla?
Det er logisk at antage, at himlen skal være lilla, fordi denne farve har den korteste bølgelængde. Men her spiller sollysets ejendommeligheder og det menneskelige øjes struktur ind. Spektret af sollys er ujævnt; der er færre nuancer af violet end andre farver. Og en del af spektret er ikke synligt for det menneskelige øje, hvilket yderligere reducerer procentdelen af nuancer af violet på himlen.
Hvorfor er himlen ikke grøn?
amopintar.comEt barn kan spørge: "Siden spredningen øges med aftagende bølgelængde, hvorfor er himlen så ikke grøn?" Ikke kun blå stråler er spredt i atmosfæren. Deres bølgelængde er den korteste, så de er de mest synlige og lyseste. Men hvis det menneskelige øje var konstrueret anderledes, ville himlen virke grøn for os. Når alt kommer til alt er bølgelængden af denne farve lidt længere end blå.
Lys er struktureret anderledes end maling. Blander du grøn, blå og lilla maling, får du en mørk farve. Med lys er det modsatte tilfældet: Jo flere farver der blandes, jo lysere bliver resultatet.
Fortæl mig om solnedgangen
Vi ser blå himmel, når solen skinner fra oven. Når den nærmer sig horisonten, og indfaldsvinklen for solens stråler falder, bevæger strålerne sig tangentielt og dækker en meget længere bane. På grund af dette absorberes blå-blå spektrumbølger i atmosfæren og når ikke Jorden. Røde og gule farver er spredt i atmosfæren. Det er derfor, himlen bliver rød ved solnedgang.
Det er kendt, at blå himmel- Det er årsagen til samspillet mellem ozonlaget og sollys. Men hvad er det egentlig, der foregår med hensyn til fysik, og hvorfor er himlen blå? Der var flere teorier om dette. Alle af dem bekræfter i sidste ende, at hovedårsagen er atmosfæren. Men mekanismen for interaktion er også forklaret.
Den vigtigste kendsgerning vedrører sollys. Det er kendt, at sollys er hvidt. Hvid farve er summen af alle spektre. Det kan nedbrydes til en regnbue (eller spektre), når det passerer gennem et dispersionsmedium.
Baseret på dette faktum har forskere foreslået flere teorier.
Første teori tilskrev den blå farve spredning fra partikler i atmosfæren. Det blev antaget, at en stor mængde mekanisk støv, plantepollenpartikler, vanddamp og andre små indeslutninger fungerer som et dispergeringsmedium. Som et resultat når kun det blålige farvespektrum os. Men hvordan kan vi så forklare, at himlens farve ikke ændrer sig om vinteren eller i nord, hvor der er færre sådanne partikler, eller deres natur er anderledes? Teorien blev hurtigt forkastet.
Næste teori antaget, at der passerer en hvid lysstrøm gennem atmosfæren, som består af partikler. Når en lysstråle passerer gennem deres felt, bliver partiklerne exciterede. Aktiverede partikler begynder at udsende yderligere stråler. Det er det, der gør solens farve blålig. Hvidt lys aktiverer udover mekanisk spredning og dets spredning også atmosfæriske partikler. Fænomenet ligner luminescens. For nu er denne forklaring .
Seneste teori den enkleste, og det er tilstrækkeligt at forklare hovedårsagen til fænomenet. Dens betydning er meget lig tidligere teorier. Luft er i stand til at sprede lys over spektre. Dette er hovedårsagen til det blå skær. Lys med kort bølgelængde spredes mere intenst end lys med kort bølgelængde. De der. lilla farve spreder mere end rød. Dette faktum forklarer ændringen i farven på himlen ved solnedgang. Det er nok at ændre solens vinkel. Dette er, hvad der sker, når jorden roterer, og himlens farve skifter til orange-pink ved solnedgang. Jo højere solen er over horisonten, jo blåere lys vil vi se. Årsagen til alt er den samme spredning eller fænomenet med nedbrydning af lys til spektre.
Ud over alt dette skal du forstå, at alle ovennævnte faktorer ikke kan udelukkes. Når alt kommer til alt, giver hver af dem et eller andet bidrag til det samlede billede. For eksempel dannede der for flere år siden i Moskva, som et resultat af rigelig blomstring af planter om foråret, en tæt sky af pollen. Det malede himlen grøn. Dette er et ret sjældent fænomen, men det viser, at den forkastede teori om mikropartikler i luften også har en plads. Sandt nok er denne teori ikke udtømmende.
Hvorfor er himlen blå?
"Far, hvorfor er himlen blå og ikke for eksempel grøn eller lilla?"
Når børn begynder at udforske verden omkring dem, stiller de meget aktivt spørgsmål. Hundredvis af spørgsmål om dagen om alt, hvad der kommer i fokus. Alt du kan høre er "hvorfor, hvorfor." Og far (eller mor) kan bare ikke "falde med ansigtet ned i snavset" og miste autoriteten ved at sige "jeg ved det ikke." Hvordan kan det overhovedet være, da han har levet i meget lang tid og ved så basale ting med sikkerhed fra sin barndom?
Og far ved selvfølgelig, hvorfor himlen pludselig er blå 😉, og hvis han pludselig har glemt noget, læser han omhyggeligt, hvad der står herunder.
Hvilken farve har sollys?
For at forstå himlens farve og forstå, hvorfor det er sådan, skal du først finde ud af, hvilken farve sollyset er. Dette spørgsmål virker elementært.
"Gul," vil babyen fortælle dig, men her skal han blive overrasket for første gang.
"Men den er ikke gul!"
O_O – det er de øjne, babyen vil have (der er åbenbart noget galt med far).
"Kom nu, løft hovedet, far! Den er gul! Hvorfor ikke? Meget meget!"
"Men nej!" Så gør far et autoritativt ansigt og siger:
"Faktisk er farven på solen og dens stråler hvid, og det faktum, at vi ser den gul, skyldes, at den bliver det efter at have passeret gennem luften."
Hvad er hvid lavet af?
"Hvilke farver kender du?" - spørger faren barnet.
"Grøn, gul, rød, hvid..." begynder babyen at liste.
"God pige! Alle de farver, du har angivet, undtagen hvid, er simple farver. Men den hvide er speciel! Der er ikke noget, der bare hedder hvid i naturen, men det kommer frem, når man sætter alle de simple farver sammen.
Det er ligesom i et spil, når du skal samle dele af en genstand. Så du tager den ene del, den anden, den tredje osv., og når du samler alt - TADAM! Du får hele varen! Det er hvid også - den består af alle farver, og hvis du i det mindste tager en skygge fra den, vil den ikke længere være hvid. Det er klart?"
"Ja," nikker babyen.
Så hvad er der med himlens farve? Hvorfor er den blå?
"Det her er alt sammen meget interessant, men jeg tror, du går ud af emnet. Hvad med farven på himlen? Hvorfor er det sådan?
"Jeg er lige ved at nå dette punkt. Jeg fortalte dig elementære ting, så jeg kunne forklare mere komplekse ting i mine fingre.
Med hensyn til himlen må jeg sige dette. Forskere har endnu ikke fundet et helt præcist svar, men der er to simple teorier, der forklarer, hvorfor himlens skygge er blå. Jeg skal fortælle jer begge.
Første teori:
Et stort antal partikler flyver i luften, der omgiver jorden - det er forskellige gasser, støvpartikler, vandpartikler mv. Når en hvid stråle fra solen (og, som du husker, er den ikke af sig selv, men alle farverne tilsammen) rammer luften, kolliderer den med partikler af luft og partikler, der flyver i luften, og begynder at smuldre ind i farver, som den var sammensat af.
Det viste sig, at de ikke alle er lige kvikke, nogle er meget klodsede, de spreder sig i luften, når de støder sammen med nogle partikler, mens andre meget hurtigt undviger kollisioner og flyver til Jorden.
Blå stråler er langsomme, de rammer forhindringer oftere end andre og spreder sig (spredning) i alle retninger og oplyser luften med blåt lys.
Anden teori lidt mere kompliceret:
Forskere foreslår, at partikler af luft, der omgiver Jorden, absorberer solens stråler. De ser ud til at blive opladet af disse stråler, og begynder derefter at udsende deres eget lys i alle retninger.
Nå, for eksempel som en dør på et komfur. Kan du huske, hvordan jeg viste dig, hvordan døren først var sort, og så blev den varm og begyndte at lyse rødt? Kan du huske?
"Ja, jeg kan huske. Hvorfor huskede du komfuret?” .
»Ja, for det er det samme her. Luftpartikler modtager energi fra solens stråler og begynder derefter at lyse. Forskellige gasser lyser forskelligt. Det faktum, at vi ser himlen blå, er det ifølge denne teori takket være de gasser, der udgør vores luft (ilt og nitrogen), at de udsender en blå farve. Men hvis der i stedet for dem for eksempel var neon (der er sådan en gas), så ville himlen gløde rød-orange, men vi ville ikke være i stand til at nyde dette skue, fordi ikke ville kunne trække vejret.
Derfor tænker jeg, at selvom den forbliver blå, så er blå også ingenting, ikke?
"Jeg er enig," nikkede babyen, og et minut senere, da han så hunden, stillede han følgende vigtige spørgsmål: "Far,
