Mis värvi on taevas? Miks taevas sinine füüsika osas?

Me kõik oleme harjunud asjaoluga, et taeva värv on mittepüsiv omadus. Tuhk, pilved, kellaaeg - kõik mõjutab kuppelist värvi. Tema igapäevane nihe ei võta enamiku täiskasvanute meelt, millest lastele ei saa öelda. Nad on pidevalt huvitatud sellest, miks taevas on füüsika poolest sinine või milliseid värve punane päikeseloojang. Proovime mõista neid väga lihtsaid küsimusi.

Vahetatav

See algab vastusega küsimusele, mis taevas ise on. Iidlases maailmas tundus see tõepoolest Maat kaetud kuppelist. Täna aga vaevalt keegi ei tea, et ükskõik kui suur uudishimulik uurija on tõstatatud, ei suuda ta selle domeeni jõuda. Taevas ei ole asi, vaid pigem panoraam, mis avaneb planeedi pinnalt vaadates - selline nähtavus valgusest kootud. Ja kui jälgite erinevatest punktidest, võib see erineda. Niisiis, pilve ülalpool tõusnud lennukite püstolist avaneb täiesti erinev pilt kui praegusel hetkel maapinnast.

Selge taevas on sinine, kuid see on otstarbekas pilvede poole pöörduda - see muutub halliks, plii- ja must-valgeks. Öön taevas on must, mõnikord näete sellel punakaid plaastreid. See peegeldab linna kunstlikku valgustust. Selliste muudatuste põhjus on kerge ja selle koosmõju õhuga ja selles sisalduvate erinevate ainete osakesi.

Värvi laad

Selleks, et vastata küsimusele, miks taevas on füüsika osas sinine, peame meeles pidama, milline värv on. See on teatud pikkusega laine. Päikesest Maalt pärinev valgus on valge. Isegi Newtoni eksperimentidega on teada, et valge valgus on seitsme kiirguse punane: punane, oranž, kollane, roheline, sinine, sinine ja violetne. Värvid erinevad lainepikkusel. Punar-oranži spektri hulka kuuluvad selles parameetris kõige rohkem muljetavaldavad lained. Sinise-rohelise osa värve iseloomustab lühike lainepikkus. Valguse lagunemine spektrisse tekib, kui see põrkub erinevate ainete molekulidega, samas kui mõned lained võivad imenduda ja mõned hajutada.

Põhjuse uurimine

Paljud teadlased on püüdnud füüsikalises mõttes seletada, miks taevas on sinine. Kõik teadlased püüdsid avastada nähtust või protsessi, mis planeedi atmosfääris levitab valgust nii, et selle tulemusena jõuab meid ainult sinine. Esimesed kandidaadid selliste osakeste rolliks olid osooni ja vee molekulid. Usuti, et nad imavad punast valgust ja lasevad sinise mööda, mille tulemusena näeme taevast sinist värvi. Järgnevad arvutused näitasid siiski, et osooni, jääkristallide ja atmosfääris olevate veeauru molekulide hulk ei ole piisav, et muuta taevas siniseks.

Saastumise põhjus

John Tyndalli järgmisel uurimisetapil tehti ettepanek, et soovitud osakeste osa mängib tolmu. Sinine valgus on suurim vastupanu hajumisele ja on seega võimeline läbima kõik tolmu ja muude hõljuvate osakeste kihid. Tyndall viis katset, mis kinnitas tema oletust. Ta lõi laboratooriumis suitsu mudeli ja valgustas seda ere valge valgusega. Smog omandas sinise värvuse. Teadlane tegi oma uuringust ühetähendusliku järelduse: taeva värvi määravad tolmuosakesed, see tähendab, et kui Maa õhk oli puhas, siis inimeste peal ei läinud sinine, vaid valge taevas.

Issanda uurimine

Viimane punkt küsimuses, miks taevas on sinine (füüsika mõttes), panna inglise teadlane, lord D. Rayleigh. Ta tõestas, et see ei ole tolm ega smog, mis plekib ruumi tema peast harilikult meie varju. See on õhus ise. Gaasimolekulid absorbeerivad suurema osa valgust ja kõigepealt pikima lainepikkusega, mis on samaväärne punasega. Sinine samal ajal hajub. Just nii täna näeme selge ilmaga taeva värvi.

Pange tähele, et teadlaste loogika järgides peaks kupli õhuliin olema lilla, sest sellel värvil on nähtavas ulatuses lühim lainepikkus. Kuid see pole viga: violetse osa spektris on palju väiksem kui sinine ja inimese silmad on viimase suhtes tundlikumad. Tegelikult on sinine, mida me näeme, on sinise ja lilla ja mõne muu värvi segamine.

Päikeseloojangud ja pilved

Kõik teavad, et erinevatel kellaaegadel näete taeva erinevaid värve. See on suurepärane näide fotost ilusatest päikeseloojangutest merele või järvele. Kõiki punase ja kollase tooni koos sinise ja tumesinisega muudab selle nägemuse unustamatuks. Ja seda seletatakse sama valguse hajutatusega. Fakt on see, et päikeseloojangu ja päikeseloojangu ajal peavad päikese rajad ületama tunduvalt suurema teekonna atmosfääri kui päeval kõrgusel. Sellisel juhul on spektri sinine-rohelise osa valguse hajumine erinevates suundades ja silmapiiril asuvad pilved muutuvad värvituks punase varjundiga.

Kui taevas pilves, muutub pilt täielikult. Päikesekiired ei saa tiheda kihi üle kanda ja enamik neist lihtsalt ei jõua maapinnale. Pilved läbivad pilved, mis kogunevad koos vihma ja pilvedega, mis moonutavad veelgi valgust. Nende muutuste tagajärjel jõuab valge valguskiht maa peale, kui pilved on väikesed ja hallid, kui taevas sulgub suuri pilved, taastades osa kiirtest.

Muu taevas

Huvitav on see, et teistel Päikesesüsteemi planeetidel on pinnalt vaadeldav taevas, mis on väga erinev maapealsest. Kosmoseobjektidel, mis on atmosfääri jäänud, pääsevad päikesepinnad vabalt pinnale. Selle tulemusena on taevas siin must, ilma varjundita. Sellist pilti saab näha Kuu, Mercury ja Pluto juures.

Marsi taevas on punane oranž toon. Selle põhjuseks on tolm, mis on küllastunud planeedi atmosfääriga. See on värvitud punase ja oranži värvides. Kui päike tõuseb horisondi kohal, muutub Marsi taevas roosakaspunaseks, samas kui selle osa, mis ümbritseb tärnketta otse, on näha sinise või isegi lilla värviga.

Taevas Saturni kohal on sama värv kui Maa peal. Uraani kohal on akvaariumlind. Põhjus seisneb atmosfääri ülemises atmosfääris aset leidnud metaanivalguses.

Venus teadlaste silmadest varjab tihedat pilve kihti. See ei lase sul jõuda planeedi pinnale sinakasrohelise spektri kiirtega, nii et siin on taevas kollakasoranž ja halli riba piki silmapiiri.

Pea peal oleva päevase kosmoseuuringu uurimine näitab mitte vähem imesid kui tähtedevahetuse uuring. Pilvede ja nende taga aset leidvate protsesside mõistmine aitab mõista tavaliste asjade põhjatust, mida ei saa siiski selgitada liikvel mitte kõigile.