Александр Матвиенко Профессионал

Почему небо голубое, а закат алый?

Со школьной скамьи все примерные и не особенно ученики знают, что такое цвет в понимании физика. Это всего лишь различаемый человеческим глазом участок в довольно узком диапазоне спектра электромагнитных волн. В этом диапазоне граничные позиции занимают красный и фиолетовый цвета, постепенно переходя с увеличением длины волны излучения в так называемые инфракрасное и ультрафиолетовое излучения соответственно.

Благодаря низкой способности к рассеянию в атмосфере, красный цвет применяется в качестве сигнального цвета на объектах, различение которых важно в условиях недостаточной видимости. Это сигнальные огни, размещаемые на высотных объектах, на наружной части бортов самолетов. Соответственно, цвета, обладающие высокой способностью к рассеянию в атмосфере, применяются для светомаскировки. Чаще всего это синий и фиолетовый цвета.

Видимая часть спектра электромагнитных волнПодробнее о цветах заката. Именно по причине плохой способности к рассеянию красного света солнце на закате переливается всеми оттенками этого цвета. И причина народной приметы, говорящей о предстоящем ненастном дне, которому предшествует алый закат, вполне объяснима. Попробуем рассуждать логически.

В момент, когда солнце находится у горизонта, его лучам на пути к нашему глазу приходится проходить слой атмосферы гораздо толще обычного. В обычных условиях цвет солнца при взгляде на него кажется ослепительно-белым. Однако из школьного курса все знают о том, что белый цвет является смесью всех возможных цветов. Проходя через толстый слой атмосферы, цвета, за исключением всех оттенков красного, сильно рассеиваются или поглощаются атмосферой.

Соответственно, можно говорить о том, что солнце на горизонте будет тем краснее, чем толще слой атмосферы лежит между ним и нашим глазом, либо чем беспокойнее и, соответственно, запыленнее будет этот самый слой атмосферы. Наши предположения оказываются верными. Чем ближе солнце к горизонту, тем толще слой атмосферы, через который к нам стремится его свет, и тем, соответственно, краснее его оттенки. Верно также и следующее утверждение: чем багровее закат, тем ненастнее и ветренее окажется следующий день.

Дальнейшие логические рассуждения помогут нам понять, чем обусловлен голубой цвет неба. Голубой (то же, что и синий) цвет лежит в спектре между зеленым и фиолетовым. Все они обладают способностью к рассеянию в атмосфере. Рассеяние какого-либо цвета в определенной среде приводит к окрашиванию среды в этот цвет.

Я уже слышу ваш законный вопрос и утверждение. «Ведь фиолетовый цвет должен лучше всего рассеиваться в атмосфере? Но небо же не фиолетовое, а голубое!» Вы правы, ничего не поделаешь. Но при одинаковой яркости человеческий глаз лучше воспринимает именно голубой цвет, а не фиолетовый. Кроме того, зеленый свет, также обладающий некоторой способностью к рассеянию в атмосфере, смешиваясь с отлично рассеивающимся фиолетовым, приводит к тому же голубому.

Конечно, все приведенные рассуждения являются лишь объяснением фактов «на пальцах». Но не будем лезть глубоко в азы замечательной науки физики, дабы не портить сложностью то, что мы так любим с детства. Лучше пожелаем друг другу удовольствия от созерцания бездонного голубого неба и божественного алого заката!

Обновлено 9.10.2007
Статья размещена на сайте 24.09.2007

Комментарии (16):

Чтобы оставить комментарий зарегистрируйтесь или войдите на сайт

Войти через социальные сети:

  • с увеличением длины волны излучения в так называемые инфракрасное и ультрафиолетовое излучения
    Как-то странно: длина волны увеличивается, а цвет раздваивается, не находите? Вообще-то, в сторону красного увеличивается длина волны, в в сторону фиолетового - частота волны.

    Наши предположения оказываются верными - формулировка для школьного урока. Хотя, ШЖ - тоже школа...

    тем толще слой атмосферы, через который к нам стремится его свет, и тем, соответственно, краснее - пропущена выделенная запятая.

    А логически можно определить, почему до всемирного потопа цвет неба был розовым?

    • Согласен насчет красного и длины волны, а также запятой правы полностью. Вину признаю.

      Насчет формулировки "наши предположения оказываются верными" поспорю. Не все родились академиками.
      А вы точно застали времена еще до всемирного потопа? Странно как-то...

  • Интересна и статья, и комментарии!

  • вот такие заголовки и нужны, которые интригуют...

  • Очень приятный текст. Грамотный и внятный. Можно уже любить оптику. Глядишь, так все вместе весь школьный курс физики пройдем.

    Оценка статьи: 5

  • Вот пример "открытия" , сделанного автором статьи, когда он толком не разбирается ни в физике, ни в автомобилях.
    Автор описывет рэлеевское рассеяние света в воздухе. Действительно, свет с меньшей длиной волны (синяя область спектра) рассеивается сильнее, чем свет с большей длиной волны (красная область спектра). Но этот эффект наблюдается на молекулах воздуха и их неоднородностях, когда они сравнимы или меньше длины волны света (сотни нанометров).
    Капельки же тумана имеют размеры в доли миллиметра, то есть в миллионы раз больше длины волны. На них рэлеевского рассеяния быть не может в принципе, а только преломление света (так возникает радуга) и обычное поглощение (прямой дальний свет фар в тумане виден только на несколько десятков метров). А противотуманные фары светят только метров на 10. Если бы рассеяние наблюдалось в тумане, то мы бы в сначала видели белый свет фар встречной машины красным, потом оранжевым и жёлтым по мере приближения. Автор, по-видимому, никогда не ездил на машине в тумане.
    Жёлтые стёкла имеют только дешёвые противотуманные фары. Протвотуманные фары солидных производителей автомобильной светотехники - белые. Потому что у противотуманных фар главное - не цве, а распределение светового потока. Они дают плоский и широкий горизонтальный луч, который стелется непосредственно над дорогой, чтобы не освещать толщу тумана по высоте. Часто и туман не доходит непосредственно до земли, т.к. он возникает при условиях, когда земля теплее воздуха.
    Для того, чтобы знать всё это - не нужно быть профессионалом физиком. Это всё азы, которые изучают в школе. Но автор, к сожалению придерживается другого: Но не будем лезть глубоко в азы замечательной науки физики, дабы не портить сложностью то, что мы так любим с детства.
    Жаль.

    • Спасибо за комментарии, Валерий. Правда, будь они написаны для второго лица а не о третьем, я бы принял их с большей благодарностью. В любом случае, я не выкладывал статью на публикацию из-за сомнений. Теперь я точно знаю, каким должны быть противотуманные фонари и что рэлеевское рассеяние и устройство противотуманных фонарей учат в школе. Вот только бы не стало это новостью для Министерства образования.