A tudományos fejlődés és a számos információforráshoz való szabad hozzáférés ellenére ritka ember tud helyesen válaszolni arra a kérdésre, hogy miért kék az ég.

Miért kék az ég nappal?

A fehér fény - nevezetesen a Napból sugárzik - a színspektrum hét részéből áll: vörös, narancs, sárga, zöld, kék, indigó és ibolya. Az iskolából ismert számláló mondóka - "Minden vadász tudni akarja, hol ül a fácán" - csak ennek a spektrumnak a színeit határozza meg az egyes szavak kezdőbetűi alapján. Minden színnek megvan a saját fényhullámhossza: a leghosszabb a vörös és a legrövidebb a lila.

A számunkra ismerős égbolt (légkör) szilárd mikrorészecskékből, apró vízcseppekből és gázmolekulákból áll. Az idők során számos tévhit született, amelyek megpróbálták megmagyarázni, miért kék az ég:

• a víz legkisebb részecskéiből és különféle gázok molekuláiból álló légkör jól átengedi a kék spektrum sugarait, és nem engedi, hogy a vörös spektrum sugarai hozzáérjenek a Földhöz;
• a levegőben lebegő apró szilárd részecskék - például a por - a legkevésbé szórják a kék és lila hullámokat, és emiatt a spektrum többi színétől eltérően sikerül eljutniuk a Föld felszínére.

Ezeket a hipotéziseket számos híres tudós támogatta, de John Rayleigh angol fizikus tanulmányai kimutatták, hogy nem a szilárd részecskék a fő okai a fényszórásnak. A légkörben lévő gázok molekulái választják el a fényt színkomponensekre. Az égen egy gázrészecskével ütköző fehér napsugár különböző irányokba szóródik (szór).

Gázmolekulával való ütközéskor a fehér fény hét színkomponensének mindegyike szétszóródik. Ebben az esetben a hosszabb hullámhosszú fény (a spektrum vörös komponense, amely magában foglalja a narancsot és a sárgát is) rosszabbul szóródik, mint a rövid hullámú fény (a spektrum kék komponense). Emiatt a szórás után nyolcszor több kék spektrumú szín marad a levegőben, mint a vörös.

Bár az ibolya a legrövidebb hullámhosszú, az ég még mindig kéknek tűnik az ibolya és a zöld hullámhosszok keveréke miatt. Ráadásul a szemünk jobban érzékeli a kéket, mint a lilát, mindkettő ugyanolyan fényességgel. Ezek a tények határozzák meg az ég színvilágát: a légkör szó szerint tele van kék-kék sugarakkal.

Miért piros akkor a naplemente?

Az ég azonban nem mindig kék. Természetesen felmerül a kérdés: ha egész nap kék eget látunk, miért piros a naplemente? Fentebb azt találtuk, hogy a vörös színt szóródik a legkevésbé a gázmolekulák. Napnyugtakor a Nap közeledik a horizonthoz, és a napsugár nem függőlegesen, mint nappal, hanem szögben irányul a Föld felszínére.

Ezért a légkörön áthaladó út sokkal hosszabb, mint nappal, amikor a Nap magasan jár. Emiatt a kék-kék spektrum a légkör vastag rétegében nyelődik el, nem éri el a Földet. A vörös-sárga spektrumú, hosszabb fényhullámok pedig elérik a Föld felszínét, a naplementére jellemző vörös és sárga színbe színezve az eget és a felhőket.

Miért fehérek a felhők?

Érintse meg a felhők témáját. Miért tovább kék ég Fehér felhők? Először is emlékezzünk rá, hogyan keletkeznek. Nedves levegő, láthatatlan gőzt tartalmazó, a föld felszínén felmelegszik, felemelkedik és kitágul, mivel a tetején kisebb a légnyomás. Ahogy tágul, a levegő lehűl. Egy bizonyos hőmérséklet elérésekor a légköri por és egyéb lebegő szilárd anyagok körül a vízgőz lecsapódik, és ennek eredményeként apró vízcseppek keletkeznek, amelyek összeolvadása felhőt képez.

Viszonylag kis méretük ellenére a vízrészecskék sokkal nagyobbak, mint a gázmolekulák. És ha levegőmolekulákkal találkozunk, napsugarak szétszórják, majd amikor vízcseppekkel találkozik, fény verődik vissza róluk. Ugyanakkor az eredetileg fehér napsugár nem változtatja meg a színét, és egyúttal „beszíneződik”. fehér szín felhő molekulák.

Sokan közülünk gyerekkorunkban legalább egyszer feltettünk hasonló kérdést, miért az ég kék felettünk Hiszen az a fény, ami egyenesen a Napból ér hozzánk, valójában fehér, egyáltalán nem kék. Az idős kor előrehaladtával azonban az emberek biztosan nem vesztették el érdeklődésüket ez iránt a kérdés iránt. Sokan nem bánnák, ha lecsillapítanák a kíváncsiságukat, és mégis rájönnének, miért kék a menny boltozata.

Miért kék az ég: fizika

A fizika segít részletesebben elmélyülni ennek a kérdésnek az összes finomságában, ahol a tudósok már régóta rájöttek az okokra, és mindent alaposan tanulmányoztak. Csak megízlelhetjük kemény munkájuk gyümölcsét.

Kezdjük tehát azzal, hogy mi különbözteti meg bolygónkat másoktól – ez a levegő jelenléte, amelyet az élő szervezetek belélegezhetnek. Bár összetétele nitrogént, oxigént, szén-dioxidot, vízgőzt, különféle, folyamatosan mozgásban lévő porszemcséket tartalmaz, ennek ellenére teljesen átlátszó marad. De másrészt a napfénynek nagyon sok színe van, ezeket a szivárvány színeiként ismerjük. A hét szín mindegyikének megvan a maga hulláma, sugara, és mindegyik eltérő hosszúságú.

Ahhoz, hogy a napfény elérje a földet, hatalmas levegőrétegen kell áttörnie. A fénysugarak a levegőben való áthaladása során kezdenek szétszóródni, és ez a folyamat intenzívebben megy végbe a kékkel. Ezt nagyon egyszerűen magyarázzák - a kék fény hullámhossza a legrövidebb. Így magyarázható a fizika szemszögéből az ég kéksége.

A fizika válaszolt kérdésünkre "miért kék az ég", de mi van a felhőkkel, mert fehér árnyalatúak, bár a levegőben vannak. Logikus lenne azt feltételezni, hogy a napsugarak ugyanúgy szétszóródnak a felhőkön, mint amikor a levegő vastagságán áthaladnak. De ezt a kérdést egy kicsit más oldalról kell megközelíteni.

A felhők mindenekelőtt a víz legkisebb részecskéi, amelyek a föld felszínéről elpárologtak és gázhalmazállapotú tömeggé csoportosultak. De nem számít, milyen kicsik ezek a részecskék, akkor is sokkal nagyobbak lesznek, mint egy levegőmolekula. A válasz erre a kérdésre a molekulák méretében rejlik.

Mint megtudtuk, a Föld légkörét áthatoló napsugarak útjuk során akadályba ütköznek – levegővel, amelyet csak szórással lehet legyőzni. De a felhők esetében ez a módszer nem működik mindenben, mivel a molekulák mérete azonos. A víz mikrocseppjével találkozó fény nem törik meg, hanem visszaverődik a felületéről.

Ez lehetővé teszi, hogy a napsugár az eredeti színpalettájában, azaz fehérben maradjon, miközben a felhőmolekulákat fehérre színezi.

Nagy öröm nézni a nyáron elvonuló gomolyfelhőket, és megpróbáljuk megmagyarázni, miért világosak vagy sötétek. Amikor a felhőt megvilágítja a Nap, vakító fehér, de amikor a felhő áthalad felettünk, az alapja szürkévé vagy teljesen sötét lesz. A felhőben lévő vízcseppek olyan közel helyezkednek el egymástól, hogy szinte teljesen átlátszatlan fehér test - fehér, mert a fény alig hatol át a felhőn, de számos csepp nagyon jól visszaveri. Ha a Napot gomolyfelhők takarják, sötétnek tűnnek, de a felhők széle mindig világos: "minden felhőnek van egy ezüst bélése".

Így a fény és az árnyék eloszlása ​​érdekes adatokat ad a felhő különböző részeiről - felső, alsó, elülső, hátsó - és ennek a hatalmas képződménynek a tényleges alakjáról. Nem mindig könnyű helyes képet alkotni annak arányairól, valamint a felhő helyzetéről a Naphoz képest. Ha például a felhők vannak előttem, és a Nap valamivel felette, akkor értetlenül állok, csak árnyékokat látok (169. ábra, a). El sem tudom képzelni a nagyszerűséget

Rizs. 169. Fény és árnyék gomolyfelhőkön: a) hogyan látjuk a tájakat
a megfigyelő északról délre nézve; b) hibás személyes benyomások a megfigyelő és a kép, amelyet látni szeretne; c) hogyan állnak a dolgok a valóságban. A b) és c) esetben a megfigyelő keletről nyugatra néz. A nap délen van.

távolság a Naptól, öntudatlanul nagyon közelinek tartom és ezért úgy tűnik számomra, hogy az AB egy részét meg kell világítani (169. ábra, 6). Valójában a felhőt megvilágító napsugarak párhuzamosan futnak a Napot a szememmel összekötő vonallal (169. kép, c).

Bármilyen szeszélyes is a fény és az árnyék játéka, bármennyire is bonyolultak az egyik felhő által a másikra vető árnyékok, lehetetlennek tűnik csak ezzel megmagyarázni a gomolyfelhők színeinek minden különbségét.

I. Levitan

Amikor egy vihar után kitisztul az ég, és csak néhány gomolyfelhő marad, amelyeket erősen megvilágít a Nap, és úgy vannak elrendezve, hogy az egyiknek az árnyéka ne hullhasson a másikra, ezek a felhők egyre sötétebbek lesznek, és végül, mielőtt teljesen eltűnnének. , kék-feketére változtat. Az általános benyomás az, hogy a gomolyfelhők vékony részei láthatók a háttérben kék ég, kiderül, hogy nem "kék + fehér" (ahogyan azt várni lehet), hanem "kék + fekete".

Másrészt egy gomolyfelhő szürkének tűnik, ha egy másik nagy, teljesen fehér felhővel szemben látjuk, így nem merülhet fel a fényesség növelésének kérdése pusztán a rétegek teljes vastagságának növelésével. Ezeknek a jelenségeknek a fizikáját, bár naponta megfigyelik, még mindig nem értjük jól. Természetesen nagyon óvatosnak kell lenni azzal az elképzeléssel kapcsolatban, hogy a felhők valóban elnyelik a fényt; először meg kell próbálni megmagyarázni a jelenséget azzal, hogy feltételezzük, hogy a felhők tömör fehér képződmények, majd emlékezni kell arra, hogy valójában nem mások, mint fényszóró köd, és végül figyelembe kell venni, hogy a felhők sötét porszemcséket tartalmazhatnak.

Érdekes összehasonlítani a felhőket egy gőzmozdony fehér gőzével (nem füsttel!) Bizonyos esetekben a gőz fehérebbnek tűnik, ha nagy szögben nézzük a beeső fényhez képest, és kevésbé fényesnek, ha a mozdony oldaláról nézzük. Nap, amikor a szem szinte a beesési irányban visszaverődő sugarakat érzékeli. Más esetekben a megfigyelés irányától függetlenül a pára sokkal fényesebb, mint a gomolyfelhők legfényesebb részei; talán a felhőktől való nagy távolság és a levegőben való szóródás miatti fénygyengülés az oka.

Nyssky György. Ősz. szemaforok

Sötét Gomolyfelhők távolról gyakran kékesnek tűnnek. Ez nem maguknak a felhőknek a színe, hanem a légkörben a felhő és a szemünk között szétszórt fény. Minél tovább ez sötét felhő, színe minél inkább megközelíti az égbolt színét. Másrészt a horizont közelében lévő fényes felhők sárgássá válnak.

Más felhőket is figyelembe kell venni, és megpróbálni megmagyarázni például, hogy miért olyan szürkék az esőfelhők, miért van a mennydörgésfelhőknek különleges ólomszíne a halvány narancs mellett. Mindezzel kapcsolatos információink azonban annyira hiányosak, hogy az olvasóhoz intézett felhívásra szorítkozunk, tegyen önálló megfigyeléseket.

A fényesség eloszlása ​​az égboltozat felett, amikor azt teljesen és egyenletesen borítják felhők, nagyon jellemző, és mintegy kiegészíti a tiszta égbolt eloszlását. Hasonlítsd össze például tükör segítségével a zenitet és a horizontot: tiszta égboltnál a zenit mindig sötétebb; a fényerő aránya 3 és 5 között van (X1X és XX fényképek).

Az ég szépségét nem egyszer ábrázolták művészek, írók és költők írták le, még a művészettől nagyon távol állók is benéznek ebbe a csábító szakadékba, megcsodálják, nem találnak szavakat vagy elegendő érzelmet a felkavaró érzések kifejezésére. a lélek és az elme. A magasság bármilyen szerepben vonzza az embert, gyönyörű kristálykék felületével, nem kevésbé vonzóak a fehér-szürke felhők forrongó patakjai, amelyeket világos foltok váltanak fel. pehelyfelhők vagy dús gomolyfelhős „bárányok”. És bármennyire is melankolikusnak tűnik a felhős égbolt, amely beborít mélységével, fülsiketítő és összetörő egész tömegével, érzelmek és élmények viharát is okozza, különös hullámra vetve gondolatait.

A szépséget a szemlélő látja

Minden ember másképp érzékeli a világot. Egyesek számára komor és szürke, míg mások éppen ellenkezőleg, csak egy virágzó, zöld, színekkel teli bolygót látnak. A fejünk feletti eget is másként értékeljük. Ha figyelembe vesszük a közönséges színérzékelésű embert, akkor úgy fogja látni az eget, ahogyan azt általában hiszik - kéknek, szürkének, rózsaszínűnek napnyugtakor, füstszürkének hajnalban.

Valójában ezeket a színeket szemünk és agyunk képes közvetíteni számunkra. Az emberek a legkönnyebben szürkének érzékelik a borult eget. NÁL NÉL tiszta idő fejünk fölött végtelen azúrkék, de valójában a légkörkupola közelebb áll az ibolya árnyalathoz, ha a Föld felől nézzük.

Ebben a kiadványban megtudjuk, miért szürke az ég egy felhős napon, és mi határozza meg ennek a színnek a telítettségét, azt is megtudjuk, hogyan változik a színe a nap és az év során, és mi befolyásolja ezeket a folyamatokat.

Feneketlen óceán fent

Terület felett Európai országokégbolt be meleg évszakév általában felüti a telítettségét.Néha azt lehet mondani róla, hogy kék-kék. Ha azonban legalább egy napot szánunk arra, ami a fejünk fölött történik, és alaposan megfigyeljük a természeti folyamatokat, észrevehetjük a színfokozatot, amely nagyon megváltozik a nap felkelésétől egészen a teljes lenyugvásig.

Nyáron az ég az alacsony páratartalom és annak hiánya miatt olyan tisztanak és vizuálisan magasnak tűnik egy nagy szám felhők, amelyek vizet halmozva fokozatosan közelebb ereszkednek a földhöz. Tiszta időben a tekintetünk nem is több száz méterrel előre néz, hanem 1-1,5 km-nek megfelelő távolságra. Ezért az eget magasnak és fényesnek érzékeljük - a légkörben lévő fénysugarak útjában való interferencia hiánya biztosítja, hogy azok ne törjenek meg, és a szemek kéknek érzékelik a színét.

Miért változik az ég színe?

Az ilyen változást a tudomány írja le, bár nem olyan festői módon, mint az írók, és az égbolt diffúz sugárzásának nevezik. Ha egyszerű és az olvasó számára érthető nyelven beszélünk, akkor a mennyország színképződési folyamatai a következőképpen magyarázhatók. A nap által kibocsátott fény áthalad a Föld körüli légrésen, szétszórja azt. Ez a folyamat könnyebb a hullámokkal rövid hosszúságú. Az égitest maximális felemelkedése során bolygónk fölé, egy, az irányán kívül eső ponton a legfényesebb és legtelítettebb kék szín lesz megfigyelhető.

Azonban amikor a Nap lenyugszik vagy felkél, sugarai érintőlegesen haladnak át a Föld felszínén, az általuk kibocsátott fénynek hosszabb utat kell megtennie, ami azt jelenti, hogy sokkal nagyobb mértékben szóródnak a levegőben, mint nappal . Ennek eredményeként az ember reggel és este rózsaszín és piros színben érzékeli az eget. Ez a jelenség leginkább akkor látható, ha borult égbolt van felettünk. A felhők és a felhők ekkor nagyon fényesek lesznek, a lenyugvó nap ragyogása lenyűgözővé színezi őket

mennydörgésacél

De mi az a borult égbolt? Miért válik ilyenné? Ez a jelenség a természetben a víz körforgásának egyik láncszeme. Gőz formájában felszállva a vízrészecskék alacsonyabb hőmérsékleten jutnak be a légköri rétegbe. A nagy magasságban felhalmozódva és lehűlve egyesülnek egymással, cseppekké alakulva. Abban a pillanatban, amikor ezek a részecskék még nagyon kicsik, gyönyörű fehér gomolyfelhők jelennek meg a szemünkben. Azonban minél nagyobbak a cseppek, annál szürkebbek lesznek a felhők.

Néha az égre nézve, amelyen keresztül ezek a hatalmas „bárányok” lebegnek, láthatjuk, hogy egy részük be van festve. szürke színű, mások még acélos mennydörgő árnyalatot is kapnak. Ezt az átalakulást az magyarázza, hogy a felhőkben lévő cseppek különböző méretűek és formájúak, így különböző módon törik meg a fényt. Teljesen beborult az égbolt teljesen egérszürke tónusokra festve, csak fehér fény jut el hozzánk.

Hatalmas füstös terek

Vannak napok, amikor a szürke borús égen egyetlen hézag sincs. Ez akkor fordul elő, ha a felhők és felhők koncentrációja nagyon magas, beborítják a fenti teljes vizuális teret. Néha hatalmas nyomótömegként érzékelik őket, amely készen áll a fejre esni. Sőt, ez a jelenség legjellemzőbben ősszel és télen mutatkozik meg, amikor a levegő hőmérséklete alacsony, a páratartalom viszont magas, és 80-90%-os.

Ilyen napokon nagyon közel vannak a felhők a Föld felszíne, alig száz-két méterre találhatók tőle. A borult égbolt leírásában gyakran vannak melankolikus és nyomasztó jegyek, és ez nagy valószínűséggel pontosan azoknak az érzéseknek köszönhető, amelyek akkor keletkeznek, amikor egyedül érzed magad ezzel a borongós tömbbel, készen arra, hogy esővel és hideggel rád zuhanjon.

És minden lehet más...

Az égbolt tónusa a fénysugárzás intenzitásától és a bolygót érő hullámhosszoktól függ, így télen, derült napokon is kékes-kék színű. De minél közelebb van a tavasz, és minél magasabban helyezkedik el a nap, annál világosabb a kékje, különösen azokon a napokon, amikor a pára feloszlik a felső légkörben, torzítva a fényt.

A tudósok azt találták, hogy más bolygókon előfordulhat, hogy az égbolt nem a megszokott kék és szürke virágok, a Marson például még a nappali fény magasságában is rózsaszín.

Tudod, hogyan jelennek meg a felhők, miért válnak egyesek felhővé, míg mások buja hófehér bárányok maradnak? Csodálatos újdonságunk „Felhők. Megfigyeljük és tanulmányozzuk” – a felhők és a miértek igaz szerelmeseinek való minden korosztály számára.

Miért fehérek a felhők, feketék a felhők, hogyan születnek a felhők és a délibábok, és igaz-e, hogy létezik Felhőbarátok Társasága? elmondjuk.

Ez a The Cloud Appreciation Society mottója - nemzetközi szervezet 2004-ben alapította Angliában Gavin Praetor-Pinney. 94 ország 30 000 felhőbarátját gyűjti össze. Ezek az emberek arról álmodoznak, hogy felfedezzék mások számára a felhős égbolt szépségét. Csatlakozz most!

Csak feküdnie kell a fűben, és néznie kell a felhőket. Vagy csak nézz fel. Amikor csak akarod.

Hogyan születik egy felhő?

Amikor a meleg levegő keveredik a hideg levegővel, lehűl, és elérheti a harmatpontot. Kondenzáció lép fel. A levegőben lévő részecskékre rátelepedő vízgőz cseppekké vagy jégkristályokká alakul, amelyek összegyűlve felhőt alkotnak.

Leggyakrabban ez akkor fordul elő, amikor a meleg levegő felemelkedik a talajból, és találkozik a hideg levegővel a légkörben. Felhőszerű jelenség a földfelszín közelében is megfigyelhető. A nappal felmelegített föld vagy víz lassabban hűl le, mint a levegő. Amikor a hideg éjszakai levegő érintkezik a meleg levegővel, köd képződik a föld vagy a víz felszíne közelében.

Igen, a köd is felhőelemekből áll. Valójában ez egy nagy felhő, amely a földön hever.

Miért fehérek a felhők és feketék a felhők?

Ha a felhők cseppekből állnak, miért fehérek? Mert a felhős elemek visszaverik a fényt: kristályok és cseppek csillognak a napsugarakban. És minél kisebbek az elemek mérete és minél több van belőlük, annál fehérebb a felhő.

Szürke, szürke és fekete zivatarfelhők ugyanazokból a cseppekből áll. Csupán arról van szó, hogy - erős felhősödés mellett - árnyékot vethetnek egymásra (sőt önmagukra is), emiatt sötétebbnek tűnnek. Vannak sűrűbb felhők is - nagy kristályokból és cseppekből állnak, így a napsugarak nem tudnak áthatolni rajtuk. A földről nézve sötétnek és baljósnak tűnnek.

De ha átrepülsz rajtuk, például repülővel, teljesen fehérek lesznek.

Hogyan jön létre a délibáb?

Felhő akkor keletkezik meleg levegő felemelkedik. Ezt a forró feláramlást termikusnak nevezik. Madarak és vitorlázók szárnyalnak rajta.

A termál jól látható, ha a kövezett utat nézzük egy tűző napon. Úgy tűnik, az aszfalt felett remeg a levegő, az utat pedig tócsák borítják. Ezt a jelenséget délibábnak nevezik.

Délibáb látható, amikor meleg és hideg levegő amelyek különböző sűrűségűek. A különböző sűrűségű közegek határán egy fénysugár megtörik, és délibábot látunk.

A felhők nem csak pamutcsomók, amelyek eltakarják a napot. Nem kevésbé szépek, mint a csillagok. Miután elolvasta ezt a könyvet, maga is meglátja.