Vysvetlenie modrej oblohy z fyzikálneho hľadiska. Prečo je obloha modrá a západ slnka červený? Popis, foto a video

To je známe obloha je modrá- to je dôvod interakcie ozónovej vrstvy a slnečného žiarenia. Čo sa však presne deje z hľadiska fyziky a prečo je obloha modrá? Bolo o tom viacero teórií. Všetci v konečnom dôsledku potvrdzujú, že hlavným dôvodom je atmosféra. Vysvetlený je však aj mechanizmus interakcie.

Hlavná skutočnosť sa týka slnečného žiarenia. Je známe, že slnečné svetlo je biele. Biela je súčtom všetkých spektier. Pri prechode cez disperzné médium sa môže rozložiť na dúhy (alebo spektrá).

Na základe tejto skutočnosti vedci navrhli niekoľko teórií.

Prvá teória pripisoval modrú farbu rozptylu časticami v atmosfére. Predpokladalo sa, že ako disperzné médium funguje veľké množstvo mechanického prachu, častice peľu rastlín, vodná para a iné drobné inklúzie. Tým pádom sa k nám dostáva len modrasté farebné spektrum. Ale ako potom vysvetliť, že farba oblohy sa nemení v zime ani na severe, kde je takýchto častíc menej alebo je ich povaha iná? Teória bola rýchlo zamietnutá.

Ďalšia teória predpokladal, že svetelný tok bielej farby prechádza atmosférou, ktorá pozostáva z častíc. Keď svetelný lúč prechádza ich poľom, častice sú excitované. Aktivované častice začnú vyžarovať ďalšie lúče. To je to, čo mení slnko na modrastú farbu. Biele svetlo okrem mechanického rozptylu a jeho rozptylu aktivuje aj častice atmosféry. Tento jav pripomína luminiscenciu. Zatiaľ je toto vysvetlenie .

Najnovšia teória najjednoduchšie a stačí vysvetliť hlavnú príčinu javu. Jeho význam je veľmi podobný predchádzajúcim teóriám. Vzduch je schopný rozptyľovať svetlo cez spektrá. To je hlavný dôvod modrej žiary. Svetlo s krátkou vlnovou dĺžkou sa rozptyľuje intenzívnejšie ako svetlo s krátkou vlnovou dĺžkou. Tie. fialová difunduje silnejšie ako červená. Táto skutočnosť vysvetľuje zmenu farby oblohy pri západe slnka. Stačí zmeniť uhol slnka. To sa deje, keď sa Zem otáča a farba oblohy sa pri západe slnka zmení na oranžovo-ružovú. Čím vyššie je slnko nad obzorom, tým viac modrého svetla uvidíme. Dôvodom všetkého je rovnaký rozptyl alebo fenomén rozkladu svetla na spektrá.

Okrem toho musíte pochopiť, že nie je možné vylúčiť všetky vyššie uvedené faktory. Koniec koncov, každý z nich prispieva k celkovému obrazu. Napríklad pred niekoľkými rokmi sa v Moskve v dôsledku hojného kvitnutia rastlín na jar vytvoril hustý oblak peľu. Obloha sa zmenila na zelenú. Ide o pomerne zriedkavý jav, ktorý však ukazuje, že odmietnutá teória o mikročasticiach vo vzduchu je tiež na mieste. Táto teória však nie je vyčerpávajúca.

Slnečné svetlo je biele, to znamená, že zahŕňa všetky farby spektra. Zdalo by sa, že aj obloha by mala byť biela, no je modrá.

Vaše dieťa určite pozná frázu „Každý poľovník chce vedieť, kde sedí bažant“, ktorá pomáha zapamätať si farby dúhy. A dúha je najlepší spôsob, ako pochopiť, ako sa svetlo rozkladá na vlny rôznych frekvencií. Najdlhšia vlnová dĺžka je pre červenú, najkratšia pre fialovú a modrú.

Vzduch, ktorý obsahuje molekuly plynu, mikrokryštály ľadu a vodné kvapky, silnejšie rozptyľuje svetlo s kratšou vlnovou dĺžkou, preto je na oblohe osemkrát viac modrej a fialovej farby ako červenej. Tento efekt sa nazýva Rayleighov rozptyl.

Nakreslite analógiu s guľôčkami kotúľajúcimi sa po vlnitej lepenke. Čím väčšia je loptička, tým je menej pravdepodobné, že vybočí z kurzu alebo uviazne.

Vysvetlite, prečo obloha nemôže mať iné farby

Prečo obloha nie je fialová?

Je logické predpokladať, že obloha by mala byť fialová, pretože táto farba má najkratšiu vlnovú dĺžku. Ale tu vstupujú do hry vlastnosti slnečného svetla a štruktúra ľudského oka. Spektrum slnečného žiarenia je nerovnomerné, je v ňom menej odtieňov fialovej ako v iných farbách. A časť spektra nie je viditeľná ľudským okom, čo ešte viac znižuje percento odtieňov fialovej na oblohe.

Prečo nie je obloha zelená?

amopintar.com

Dieťa sa môže spýtať: "Keďže rozptyl sa s klesajúcou vlnovou dĺžkou zvyšuje, prečo nie je obloha zelená?" Nielen modré lúče sú rozptýlené v atmosfére. Ich vlna je najkratšia, takže sú najnápadnejšie a najjasnejšie. Ale keby bolo ľudské oko inak usporiadané, obloha by sa nám zdala zelená. Koniec koncov, vlnová dĺžka tejto farby je o niečo dlhšia ako modrá.

Svetlo je usporiadané inak ako farba. Ak zmiešate zelené, modré a fialové farby, získate tmavú farbu. Pri svetle je to naopak: čím viac farieb sa zmieša, tým je výsledok svetlejší.

Povedz mi o západe slnka

Modrú oblohu vidíme, keď Slnko svieti zhora. Keď sa priblíži k horizontu a uhol dopadu slnečných lúčov sa zníži, lúče idú tangenciálne a prechádzajú oveľa väčšou dráhou. Kvôli tomu sú vlny modro-modrého spektra absorbované v atmosfére a nedostanú sa na Zem. Červené a žlté farby sa rozptýlia v atmosfére. Preto sa obloha pri západe slnka sfarbí do červena.

Prečo je nebo modré - je veľmi ťažké nájsť odpoveď na takú jednoduchú otázku. Mnohí vedci si lámali hlavu nad odpoveďou. Najlepšie riešenie problému navrhol asi pred 100 rokmi anglický fyzik Lord John Rayleigh.

Ale začnime od začiatku. Slnko vyžaruje oslnivo čisté biele svetlo. Farba oblohy by teda mala byť rovnaká, no stále je modrá. Čo sa stane s bielym svetlom v zemskej atmosfére?

Sunburst farba

Skutočná farba slnečného svetla je biela. Biele svetlo je zmesou farebných lúčov. S hranolom môžeme urobiť dúhu. Hranol rozkladá biely lúč na farebné pásy: červený, oranžový, žltý, zelený, modrý, indigový a fialový. Spojením týchto lúčov opäť tvoria biele svetlo. Dá sa predpokladať, že slnečné svetlo sa najskôr rozdelí na farebné zložky. Potom sa niečo stane a na povrch Zeme sa dostanú len modré lúče.

Hypotézy predložené v rôznych časoch

Existuje niekoľko možných vysvetlení. Vzduch obklopujúci Zem je zmesou plynov: dusíka, kyslíka, argónu a iných. Atmosféra obsahuje aj vodnú paru a ľadové kryštály. Prach a iné malé častice sú suspendované vo vzduchu. Ozónová vrstva sa nachádza vo vyšších vrstvách atmosféry. Mohol by to byť dôvod?

zaujímavé:

Zaujímavé fakty o snehu

Niektorí vedci verili, že molekuly ozónu a vody absorbujú červené lúče a prenášajú modré. Ale ukázalo sa, že v atmosfére jednoducho nebolo dosť ozónu a vody na to, aby zafarbili oblohu na modro.

V roku 1869 Angličan John Tyndall navrhol, že prach a iné častice rozptyľujú svetlo. Modré svetlo je najmenej rozptýlené a prechádza vrstvami takýchto častíc, aby sa dostalo na povrch Zeme. Vo svojom laboratóriu vytvoril model smogu a nasvietil ho jasným bielym lúčom. Smog sa zmenil na tmavomodrý.

Tyndall sa rozhodol, že ak je vzduch absolútne čistý, nič nerozptyľuje svetlo a my môžeme obdivovať žiarivo bielu oblohu. Lord Rayleigh tiež podporoval túto myšlienku, ale nie dlho. V roku 1899 zverejnil svoje vysvetlenie: je to vzduch, nie prach alebo dym, čo sfarbuje oblohu na modrú.

Vzťah medzi farbou a vlnovou dĺžkou

Časť slnečných lúčov prechádza medzi molekulami plynu bez toho, aby sa s nimi zrazila a dopadá na povrch Zeme nezmenená. Druhá, väčšia časť, je absorbovaná molekulami plynu. Keď sú fotóny absorbované, molekuly sú excitované, to znamená, že sú nabité energiou a potom ju emitujú vo forme opäť fotónov. Tieto sekundárne fotóny majú rôzne vlnové dĺžky a môžu mať akúkoľvek farbu od červenej po fialovú.

Rozptyľujú sa všetkými smermi: k Zemi, k Slnku a do strán. Lord Rayleigh navrhol, že farba vyžarovaného lúča závisí od prevahy kvánt jednej alebo druhej farby v lúči. Keď sa molekula plynu zrazí so slnečnými fotónmi, na jedno sekundárne červené kvantum pripadá osem modrých kvánt.

zaujímavé:

Pohyb vzdušnej hmoty a kondenzácia

aký je výsledok? Intenzívne modré svetlo sa na nás doslova valí zo všetkých strán z miliárd molekúl atmosférického plynu. Toto svetlo má primiešané fotóny iných farieb, takže nemá čisto modrý odtieň.

Prečo je nebo modré?

Pred dosiahnutím zemského povrchu, kde ho ľudia môžu rozjímať, musí slnečné svetlo prejsť cez celý vzduchový obal planéty. Svetlo má široké spektrum, v ktorom ešte vyniknú primárne farby, odtiene dúhy. Z tohto spektra má červená najdlhšiu vlnovú dĺžku svetla, zatiaľ čo fialová má najkratšiu. Pri západe slnka sa slnečný kotúč rýchlo sfarbí do červena a približuje sa k horizontu.

V tomto prípade musí svetlo prekonať rastúcu hrúbku vzduchu a časť vĺn sa stratí. Najprv zmizne fialová, potom modrá, modrá. Najdlhšie vlny červenej farby pokračujú až do posledného prenikania na povrch Zeme, a preto má slnečný kotúč a halo okolo neho až do posledných chvíľ červenkasté odtiene.

Prečo je obloha modrá - zaujímavé video

Čo sa mení večer?

Bližšie k západu slnka sa Slnko ponáhľa k obzoru, čím nižšie klesá, tým rýchlejšie sa blíži večer. V takých časoch sa vrstva atmosféry, ktorá oddeľuje pôvodné slnečné svetlo od zemského povrchu, začína dramaticky zväčšovať v dôsledku uhla sklonu. V určitom okamihu prestane hrubnúca vrstva prepúšťať iné svetelné vlny okrem červenej a v tom momente je obloha vymaľovaná v tejto farbe. Modrá už nie je prítomná, je absorbovaná v procese prechodu cez vrstvy atmosféry.

Zaujímavý fakt: pri západe slnka slnko a obloha prechádzajú celou škálou odtieňov, keď jeden alebo druhý z nich prestane prechádzať atmosférou. To isté možno pozorovať aj v čase východu slnka, príčiny oboch javov sú rovnaké.

Čo sa deje pri východe slnka?

Pri východe slnka prechádzajú slnečné lúče rovnakým procesom, ale v opačnom poradí. To znamená, že prvé lúče prerazia hrúbku atmosféry pod silným uhlom, na povrch sa dostane len červené spektrum. Preto východ slnka spočiatku svitá na červeno. Potom, keď sa zmení východ a uhol slnka, začnú prechádzať vlny iných farieb - obloha sa zmení na oranžovú a potom sa zvyčajne zmení na modrú. Pozoruje sa poldenná hlboká modrá obloha a potom, k večeru, sa opäť začína meniť na karmínovú. Na jednej strane oblohy, ďaleko od Slnka, je modro-čierny odtieň, ale čím bližšie k zapadajúcej hviezde, tým viac červených odtieňov je vidieť pri horizonte, až Slnko úplne zmizne.

Relevantnosť mojej témy spočíva v tom, že bude pre poslucháčov zaujímavá a užitočná, pretože toľko ľudí sa pozerá na jasnú modrú oblohu, obdivuje ju a málokto vie, prečo je taká modrá, čo jej dáva takú farbu.

Stiahnuť ▼:

Náhľad:

1. Úvod. s. 3
2. Hlavná časť. s. 4-6

1. Návrhy od mojich spolužiakov

1. Dohady starovekých vedcov
2. Moderný pohľad
3. rôzne farby oblohy
4. Záver.

1. Záver. s. 7
2. Literatúra. s. osem

1. Úvod.

Mám rád, keď je jasné a slnečné počasie, obloha bez jediného obláčika a farba oblohy modrá. "Zaujímalo by ma," pomyslel som si, "prečo je obloha modrá?"

Téma výskumu:Prečo je obloha modrá?

Účel štúdie:zistiť, prečo je obloha modrá?

Ciele výskumu:

Naučte sa predpoklady starovekých vedcov.

Zistite moderný vedecký pohľad.

Sledujte farbu oblohy.

Predmet štúdia- populárno-náučná literatúra.

Predmet štúdia- modrá farba oblohy.

Výskumné hypotézy:

Povedzme, že oblaky sú tvorené vodnou parou a voda je modrá;

Alebo má slnko lúče, ktoré vyfarbujú oblohu takouto farbou.

Študijný plán:

1. Zobraziť encyklopédie;
2. Nájdite informácie na internete;
3. Pripomeňte si témy študované po celom svete;
4. Opýtajte sa mamy;
5. Získajte názor spolužiakov.

Relevantnosť mojej témy spočíva v tom, že bude pre poslucháčov zaujímavá a užitočná, pretože toľko ľudí sa pozerá na jasnú modrú oblohu, obdivuje ju a málokto vie, prečo je taká modrá, čo jej dáva takú farbu.

2. Hlavná časť.

Návrhy od mojich spolužiakov.

Zaujímalo ma, čo povedia moji spolužiaci na otázku: prečo je nebo modré? Možno sa niekoho názor bude zhodovať s mojím, alebo bude možno úplne iný.

Opýtaných bolo 24 žiakov 3. ročníka našej školy. Analýza odpovedí ukázala:

8 študentov uviedlo, že obloha je modrá kvôli vode, ktorá sa vyparuje zo Zeme;

4 žiaci odpovedali, že modrá farba upokojuje;

4 žiaci si myslia, že farbu oblohy ovplyvňuje atmosféra a slnko;

3 študenti veria, že priestor je tmavý a atmosféra je biela, výsledkom čoho je modrá farba.

2 žiaci veria, že slnečný lúč sa v atmosfére láme a vzniká modrá farba.

2 študenti navrhli túto možnosť - modrú farbu oblohy - pretože je zima.

1 žiak – v prírode to tak funguje.

Je zvláštne, že jedna z mojich hypotéz sa zhoduje s najbežnejším názorom chlapcov - oblaky sú tvorené vodnou parou a voda je modrá.

dohady starovekých vedcov.

Keď som začal hľadať odpoveď na svoju otázku v literatúre, zistil som, že mnohí vedci si lámali hlavu pri hľadaní odpovede. Bolo vymyslených veľa hypotéz a predpokladov.

Napríklad staroveký Grék na otázku - prečo je obloha modrá? - Bez váhania by som okamžite odpovedal: "Obloha je modrá, pretože je vyrobená z najčistejšieho horského krištáľu!" Obloha je niekoľko krištáľových gúľ, vložených do seba s úžasnou presnosťou. A v strede je Zem s morami, mestami, chrámami, horskými štítmi, lesnými cestami, krčmami a pevnosťami.

Toto bola teória starých Grékov, ale prečo si to mysleli? Nebo sa nedalo dotknúť, dalo sa naň iba pozerať. Sledujte a premýšľajte. A stavajte rôzne dohady. V našej dobe by sa takéto dohady nazývali „vedeckou teóriou“, ale v ére starých Grékov sa nazývali len tak - odhady. A po dlhom pozorovaní a ešte väčšom premýšľaní sa starí Gréci rozhodli, že ide o jednoduché a krásne vysvetlenie takého zvláštneho javu, akým je modrá farba oblohy.

Rozhodol som sa skontrolovať, prečo si to myslia. Ak dáme kus obyčajného skla, uvidíme - je priehľadný. Ale ak naskladáte celú kopu takýchto pohárov a pokúsite sa cez ne pozrieť, uvidíte modrastý odtieň.

Toto jednoduché vysvetlenie farby oblohy existuje už jeden a pol tisíc rokov.

Leonardo da Vinci navrhol, že obloha je namaľovaná v tejto farbe, pretože „... ľahkosť nad temnotou sa stáva modrou ...“.

Niektorí ďalší vedci boli toho istého názoru, ale neskôr sa ukázalo, že táto hypotéza bola zásadne nesprávna, pretože ak zmiešate čiernu s bielou, je nepravdepodobné, že získate modrú, pretože kombinácia týchto farieb dáva iba sivú a jej odtiene. .

O niečo neskôr v 18. storočí sa verilo, že farba oblohy je daná jednotlivými časťami vzduchu. Podľa tejto teórie sa verilo, že vzduch obsahuje veľa nečistôt, pretože čistý vzduch by bol čierny. Po tejto teórii bolo ešte veľa domnienok a dohadov, no ani jeden sa nedokázal ospravedlniť.

Moderný pohľad.

Obrátil som sa na názor moderných vedcov. Moderní vedci našli odpoveď a dokázali, prečo je obloha modrá.

Obloha je len vzduch, ten obyčajný vzduch, ktorý dýchame každú sekundu, ten, ktorý nemožno vidieť a dotknúť sa ho, pretože je priehľadný a bez tiaže. Ale dýchame priehľadný vzduch, prečo získava nad hlavou takú modrú farbu?

Celé tajomstvo bolo v našej atmosfére.

Slnečné lúče musia prejsť obrovskou vrstvou vzduchu, kým sa dostanú na zem.

Slnečný lúč je biely. A biela je zmes farebných lúčov. Ako v riekanke na počítanie, podľa ktorej si ľahko zapamätáte farby dúhy:

1. každý (červený)
2. lovec (oranžový)
3. priania (žlté)
4. vedieť (zelená)
5. kde (modrá)
6. sediaci (modrý)
7. bažant (fialový)

Lúč slnka, ktorý sa zráža s časticami vzduchu, sa rozpadá na lúče siedmich farieb.

Červené a oranžové lúče sú najdlhšie a prechádzajú zo slnka priamo do našich očí. A modré lúče sú najkratšie, odrážajú sa od častíc vzduchu všetkými smermi a dopadajú na zem najmenej zo všetkých ostatných. Obloha je teda prešpikovaná modrými lúčmi.

Rôzne farby oblohy.

Obloha nie je vždy modrá. Napríklad v noci, keď slnko nevysiela lúče, vidíme, že obloha nie je modrá, atmosféra sa zdá byť priehľadná. A cez priehľadný vzduch môže človek vidieť planéty, hviezdy. A cez deň modrá farba zase ukrýva pred našimi očami vesmírne telesá.

Farba oblohy je červená – pri západe slnka, pri zamračenom počasí, biela alebo sivá.

Závery.

Takže po vykonaní môjho výskumu môžem vyvodiť nasledujúce závery:

1. celé tajomstvo je vo farbe oblohy v našej atmosfére- vo vzdušnom obale planéty Zem.
2. Slnečný lúč prechádzajúci atmosférou sa rozpadá na lúče siedmich farieb.
3. Červené a oranžové lúče sú najdlhšie a modré lúče sú najkratšie..
4. Modré lúče dopadajú na Zem menej ako iné a obloha je vďaka týmto lúčom prešpikovaná modrou farbou.
5. Obloha nie je vždy modrá.

Hlavná vec je, že teraz viem, prečo je obloha modrá. Čiastočne sa mi potvrdila druhá hypotéza, slnko má lúče, ktoré farbia oblohu v tejto farbe. K správnej odpovedi boli najbližšie odhady mojich dvoch spolužiakov.

Štúdium a vysvetlenie

Páči sa mi to zdieľam správa 532 prezretí

Štúdium a vysvetlenie. farby oblohy. Dizajnérske práce vykonala Ksenia Rubanova. Učiteľ fyziky I.A. Bojar.

Stiahnite si prezentáciu

Štúdium a vysvetlenie

KONIEC - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Žiadne súvisiace prezentácie.

Prepis prezentácie

Farby oblohy Dizajnérske práce robila Ksenia Rubanova. Učiteľ fyziky I.A. Bojarina

Čiastočne modré, ale pri horizonte belavé? Prečo je zapadajúce slnko zvyčajne červené, zatiaľ čo obloha nad ním je vymaľovaná rôznymi farbami? Ak chcete odpovedať na tieto otázky, musíte vedieť, ako svetlo interaguje s molekulami atmosférických plynov a častíc suspendovanými vo vzduchu. Niektoré z týchto otázok ešte nedostali definitívne odpovede.

Boli považovaní za predzvesť počasia. Existuje pomerne veľa takýchto znakov a kedysi sa dokonca verilo, že ich štúdium bolo hlavnou úlohou atmosférickej optiky (časť atmosférickej fyziky, v ktorej optické javy, ktoré sa vyskytujú pri prechode svetla cez atmosféru, zahŕňajú farbu obloha).

Ruský geofyzik P.I. Brownov (20. storočie). Podrobné štúdie ukázali, že medzi optickými a fyzikálnymi javmi v atmosfére existuje súvislosť. Ukázalo sa, že súvislosť medzi optickými javmi a počasím možno nájsť štúdiom podstaty optických javov a zároveň preniknutím do mechanizmu fyzikálnych javov, ktoré spôsobujú zmeny počasia. Petr Ivanovič Brownov.

Farba oblohy sa vzťahuje na 16. storočie, Leonardo da Vinci vysvetlil modrosť nebeskej klenby tým, že biely vzduch na tmavom pozadí svetového priestoru sa zdá modrý.

Častice vzduchu majú modrastý odtieň a v celkovej hmote vytvárajú intenzívnu modrú.“ Začiatkom 18. storočia Newton vysvetlil farbu oblohy odrazom slnečného svetla od najmenších kvapiek vody vždy vznášaných vo vzduchu. L. Euler Isaac Newton

Modrú farbu oblohy dal anglický fyzik Rayleigh (1871.1881).

Pri tvorbe slnečného spektra sú proporcionálne rozptýlené molekulami vzduchu. Modré lúče sa rozptyľujú asi 16-krát viac ako červené. Preto je farba oblohy (rozptýlené slnečné svetlo) modrá a farba Slnka (priame slnečné svetlo), keď je nízko nad obzorom a jeho lúče putujú dlhou atmosférou, je červená. V tomto prípade musí byť rozptýlené svetlo silne polarizované a pod uhlom 90 stupňov od smeru Slnka musí byť polarizácia úplná.