Proč je obloha modrá - je velmi obtížné najít odpověď na tak jednoduchou otázku. Nejlepší řešení problému bylo navrženo asi před 100 lety anglickým fyzikem Lordem Johnem Rayleighem.

Ale začněme znovu. Takže barva oblohy by měla být stejná, ale je stále modrá. Co se stane s bílým světlem v zemské atmosféře?

Sluneční paprsky

Skutečná barva slunečních paprsků je bílá. Bílé světlo je směs barevných paprsků. Pomocí hranolu můžeme vytvořit duhu. Hranol rozdělí bílý paprsek na barevné pruhy: červená, oranžová, žlutá, zelená, modrá, modrá a fialová. Tyto paprsky se spojí a znovu vytvoří bílé světlo. Lze předpokládat, že sluneční světlo se nejprve rozdělí na barevné komponenty. Pak se něco stane a pouze modré paprsky se dostanou na povrch Země.

Hypotézy byly předloženy v různých časech

Existuje několik možných vysvětlení. Vzduch obklopující Zemi je směsí plynů: dusíku, kyslíku, argonu a dalších. V atmosféře jsou stále vodní páry a ledové krystaly. Prach a další malé částice jsou zavěšeny ve vzduchu. V horní atmosféře je vrstva ozonu. Mohl by to být důvod?

Někteří vědci věřili, že molekuly ozonu a vody absorbují červené paprsky a přenášejí modré. Ukázalo se však, že v atmosféře prostě není dostatek ozonu a vody, aby se obloha změnila na modrou.

V roce 1869 Angličan John Tyndall navrhl, že prach a další částice rozptylují světlo.Modré světlo je rozptýleno v nejmenším rozsahu a prochází vrstvami takových částic a dosahuje povrchu Země. Ve své laboratoři vytvořil smogový model a rozsvítil ho jasným bílým paprskem. Smog změnil barvu na tmavě modrou.

Tyndall se rozhodl, že kdyby byl vzduch absolutně čistý, pak by nic nerozptýlilo světlo a mohli bychom obdivovat jasně bílou oblohu. Lord Rayleigh také podporoval tuto myšlenku, ale ne na dlouho. V 1899, on publikoval jeho vysvětlení: to je vzduch, ne prach nebo kouř, to barvy nebe modré.

Vztah barvy a vlnové délky

Část slunečních paprsků prochází mezi molekulami plynu, aniž by s nimi kolizela, a beze změn dosáhne povrchu Země. Druhý, nejvíce, je absorbován molekulami plynu. Když jsou fotony absorbovány, molekuly jsou excitovány, tj. Nabity energií, a poté je opět emitují ve formě fotonů. Tyto sekundární fotony mají různé vlnové délky a mohou mít jakoukoli barvu - od červené po fialovou.

Rozptylují se všemi směry: na Zemi, na Slunce a do stran. Lord Rayleigh navrhl, že barva vyzařovaného paprsku závisí na převahě quanta jedné nebo druhé barvy v paprsku. Při srážce molekuly plynu s fotony slunečního světla má jedno sekundární kvantum červené osm kvanta modré.

Jaký je výsledek? Intenzivní modré světlo na nás doslova nalévá ze všech stran z miliard molekul atmosférických plynů. S tímto světlem jsou smíchány fotony jiných barev, takže nemá čistě modrý tón.

Proč je obloha modrá - odpověď

Před dosažením povrchu Země, kde ji lidé mohou přemýšlet, musí sluneční světlo procházet celým vzduchovým pláštěm planety. Světlo má široké spektrum, ve kterém stále vynikají základní barvy a odstíny duhy. Z tohoto spektra má červená nejdelší světelnou vlnu, zatímco fialová má nejkratší. Při západu slunce se solární disk rychle začervenává a spěchá blíže a blíže k obzoru.

V tomto případě musí světlo překonat stále rostoucí tloušťku vzduchu a část vln je ztracena. První fialová zmizí, poté modrá, azurová. Nejdelší červené vlny stále pronikají na povrch Země do posledního, a proto sluneční disk a halo kolem něj až do poslední chvíle mají načervenalé odstíny.

Jaké změny večer?

Čím blíže k západu slunce, Slunce spěje k obzoru, čím nižší padá, tím rychleji se večer blíží. V takových okamžicích se atmosférická vrstva, která odděluje původní sluneční světlo od zemského povrchu, začíná v důsledku úhlu sklonu prudce zvyšovat. V určitém okamžiku zhušťovací vrstva přestane přenášet další červené vlny kromě červených a v tuto chvíli obloha změní tuto barvu. Modrá již není přítomna, je absorbována při průchodu atmosférou.

Zajímavý fakt: při západu slunce prochází slunce a nebe celou škálou stínů - protože jeden nebo druhý z nich přestává procházet atmosférou. Totéž lze pozorovat v době východu slunce, příčiny obou jevů jsou stejné.

Co se stane, když vychází slunce?

Při východu slunce procházejí sluneční paprsky stejným procesem, ale v opačném pořadí. To znamená, že první paprsky prorážejí atmosféru pod silným úhlem, k povrchu se dostává pouze červené spektrum. Východ slunce tedy zpočátku červenal. Poté, jak se mění východ slunce a úhel, začnou přecházet vlny jiných barev - obloha se změní na oranžovou a pak se stane běžně modrou. Půldenní tmavě modrá obloha je pozorována a potom se večer začíná zase měnit na purpurovou. Na jedné straně oblohy, daleko od slunce, je pozorován modro-černý odstín, ale čím blíže k zapadajícímu slunci, tím více červených odstínů lze pozorovat poblíž obzoru, dokud slunce úplně nezmizí.

Takové barevné jevy jsou pozorovány všude. Slunce zčervená, stejně jako oblasti oblohy v jeho blízkosti, a to jak u rovníku, tak u stožárů. Tento jev lze vidět na celé planetě. Někdy mají západy nebo západy slunce sytější červené tóny, je to kvůli stavu atmosféry, přítomnosti aerosolů nebo suspenzí. V jiných případech není barva tak výrazná, mírnější. Existují lidové znaky, které vám umožňují určit počasí příští den podle odstínů západu slunce - lidé se naučili analyzovat barvy a předpovídat stav atmosféry s větší či menší přesností.

Červená barva západu slunce je tedy způsobena skutečností, že ve velkém úhlu atmosférou pronikají pouze červené barvy slunečního spektra, které mají nejdelší vlnovou délku. Červená barva východu slunce je spojena se stejným faktorem.Zbytek dne je obloha modrá, protože tento odstín dokáže utopit jiné spektrum a má největší schopnost rozptýlit se.