În ciuda progresului științific și a accesului liber la multe surse de informații, o persoană rară poate răspunde corect la întrebarea de ce cerul este albastru.

De ce este cerul albastru în timpul zilei?

Lumina albă - și anume, ea radiază de la Soare - este formată din șapte părți ale spectrului de culori: roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, indigo și violet. Rima de numărare cunoscută de la școală – „Every Hunter Wants to Know Where the Pheasant Stas” – determină doar culorile acestui spectru prin literele inițiale ale fiecăruia dintre cuvinte. Fiecare culoare are propria lungime de undă a luminii: cea mai lungă pentru roșu și cea mai scurtă pentru violet.

Cerul (atmosfera) cunoscut pentru noi este format din microparticule solide, picături mici de apă și molecule de gaz. De-a lungul timpului, au existat mai multe concepții greșite care încearcă să explice de ce cerul este albastru:

• atmosfera, formată din cele mai mici particule de apă și molecule de diferite gaze, trece bine razele spectrului albastru și nu permite razelor spectrului roșu să atingă Pământul;
• particulele solide mici - de exemplu, praful - suspendate în aer împrăștie cel mai puțin undele albastre și violete și, din această cauză, reușesc să ajungă la suprafața Pământului, spre deosebire de alte culori ale spectrului.

Aceste ipoteze au fost susținute de mulți oameni de știință celebri, dar studiile fizicianului englez John Rayleigh au arătat că nu particulele solide sunt cauza principală a împrăștierii luminii. Moleculele de gaze din atmosferă sunt cele care separă lumina în componente de culoare. O rază de soare albă, care se ciocnește cu o particulă de gaz de pe cer, se împrăștie (împrăștie) în direcții diferite.

Când se ciocnește cu o moleculă de gaz, fiecare dintre cele șapte componente de culoare ale luminii albe este împrăștiată. În acest caz, lumina cu lungimi de undă mai mari (componenta roșie a spectrului, care include și portocaliu și galben) este împrăștiată mai rău decât lumina cu unde scurte (componenta albastră a spectrului). Din această cauză, după împrăștiere, în aer rămân de opt ori mai multe culori din spectrul albastru decât cele roșii.

Deși violetul are cea mai scurtă lungime de undă, cerul încă apare albastru datorită amestecului de lungimi de undă violet și verde. În plus, ochii noștri percep albastrul mai bine decât violetul, cu aceeași luminozitate a ambilor. Aceste fapte determină schema de culori a cerului: atmosfera este literalmente plină de raze albastre-albastre.

De ce atunci apusul este roșu?

Cu toate acestea, cerul nu este întotdeauna albastru. Întrebarea apare în mod natural: dacă vedem cer albastru toată ziua, de ce apusul este roșu? Mai sus, am descoperit că roșul este cel mai puțin împrăștiat de moleculele de gaz. În timpul apusului, Soarele se apropie de orizont, iar raza de soare este îndreptată spre suprafața Pământului nu vertical, ca în timpul zilei, ci în unghi.

Prin urmare, calea pe care o parcurge prin atmosferă este mult mai lungă decât cea pe care o ia în timpul zilei când Soarele este sus. Din această cauză, spectrul albastru-albastru este absorbit într-un strat gros al atmosferei, neatingând Pământul. Și undele de lumină mai lungi din spectrul roșu-galben ajung la suprafața Pământului, colorând cerul și norii în culorile roșu și galben caracteristice apusului.

De ce sunt norii albi?

Să atingem subiectul norilor. De ce mai departe cer albastru Nori albi? În primul rând, să ne amintim cum sunt formate. Aer umed, care conțin vapori invizibili, care se încălzesc la suprafața pământului, se ridică și se dilată datorită faptului că presiunea aerului la vârf este mai mică. Pe măsură ce se extinde, aerul se răcește. Când se atinge o anumită temperatură, vaporii de apă se condensează în jurul prafului atmosferic și al altor solide în suspensie și, ca urmare, se formează picături minuscule de apă, a căror fuziune formează un nor.

În ciuda dimensiunilor lor relativ mici, particulele de apă sunt mult mai mari decât moleculele de gaz. Și dacă, întâlnind moleculele de aer, razele de soare se împrăștie, apoi când întâlnește picături de apă, lumina este reflectată din ele. În același timp, raza de soare inițial albă nu își schimbă culoarea și, în același timp, se „colorează”. culoare alba molecule de nor.

Mulți dintre noi, în copilărie, cel puțin o dată, dar am pus o întrebare similară, de ce cerul albastru deasupra noastră La urma urmei, lumina care ajunge la noi direct de la Soare este, de fapt, albă, deloc albastră. Cu toate acestea, pe măsură ce îmbătrânesc, oamenii cu siguranță nu și-au pierdut interesul pentru această problemă. Mulți nu i-ar deranja să-și liniștească curiozitatea și totuși să afle de ce bolta cerului este albastră.

De ce este cerul albastru: fizica

Fizica va ajuta la aprofundarea mai detaliată a tuturor subtilităților acestei probleme, unde oamenii de știință au descoperit de mult motivele și au studiat totul în detaliu. Putem gusta doar roadele muncii lor grele.

Deci, să începem cu ceea ce diferențiază planeta noastră de altele - este prezența aerului pe care organismele vii îl pot respira. Deși compoziția sa include azot, oxigen, dioxid de carbon, vapori de apă, diverse particule de praf care sunt în continuă mișcare, rămâne totuși absolut transparent. Dar, pe de altă parte, lumina soarelui are un număr mare de culori, ele ne sunt familiare ca culorile curcubeului. Fiecare dintre cele șapte culori are propria sa undă, rază și toate sunt diferite ca lungime.

Pentru ca lumina soarelui să ajungă pe pământ, trebuie să străpungă un strat imens de aer. În timpul trecerii luminii prin aer, razele încep să se împrăștie, iar acest proces are loc mai intens, exact cu albastru. Acest lucru este explicat foarte simplu - lungimea de undă a luminii albastre este cea mai scurtă. Așa se explică, din punct de vedere al fizicii, albastrul cerului.

Fizica a răspuns la întrebarea noastră "de ce cerul este albastru", dar cum rămâne cu norii, pentru că au o tentă albă, deși sunt în aer. Ar fi logic să presupunem că razele de soare s-ar împrăștia prin nori în același mod ca atunci când trec prin grosimea aerului. Dar această problemă trebuie abordată dintr-un unghi ușor diferit.

Norii, în primul rând, sunt cele mai mici particule de apă care s-au evaporat de la suprafața pământului și s-au grupat într-o masă gazoasă. Dar oricât de mici ar fi aceste particule, ele vor fi totuși mult mai mari ca dimensiune decât o moleculă de aer. Răspunsul la această întrebare se află în dimensiunea moleculelor.

După cum am aflat, razele soarelui, care pătrund în atmosfera Pământului, întâlnesc în drum un obstacol - aerul, care poate fi depășit doar prin împrăștiere. Dar cu nori, această metodă nu funcționează toate din cauza aceleiași dimensiuni a moleculelor. Lumina, întâlnită cu o micro-picătură de apă, nu este refractată, ci mai degrabă reflectată de la suprafața ei.

Acest lucru permite razelor solare să rămână în paleta sa originală de culori, adică alb, în ​​timp ce colorează moleculele norului în alb.

Este o mare plăcere să privești cumulușii care trec vara și să încerci să explic de ce sunt fie lumină, fie întuneric. Când norul este iluminat de Soare, este alb orbitor, dar când norul trece peste noi, baza lui devine gri sau complet întunecată. Picăturile de apă din nor sunt atât de strâns distanțate încât este un corp alb aproape complet opac - alb pentru că lumina pătrunde cu greu în nor, dar este foarte bine reflectată de numeroasele picături. Dacă Soarele este ascuns de nori cumulus, aceștia par întunecați, dar marginile norilor sunt întotdeauna luminoase: „fiecare nor are o căptușeală de argint”.

Astfel, distribuția luminii și umbrei ne oferă date interesante despre diferitele părți ale norului - sus, inferior, față, spate și forma reală a acestei uriașe formațiuni. Nu este întotdeauna ușor să vă faceți o idee corectă despre proporțiile sale, precum și despre poziția norului în raport cu Soarele. Dacă, de exemplu, norii sunt în fața mea, iar Soarele la o oarecare distanță deasupra lui, voi rămâne nedumerit, văzând doar umbre (Fig. 169, a). Nu-mi pot imagina măreția

Orez. 169. Lumină și umbre pe norii cumulus: a) cum vedem peisajele
observatorul când este privit de la nord la sud; b) eronat impresii personale observatorul și imaginea pe care se așteaptă să o vadă; c) cum stau lucrurile în realitate. În cazurile b) și c), observatorul privește de la est la vest. Soarele este în sud.

distanta fata de Soare, inconstient il consider foarte apropiat si de aceea mi se pare ca o parte din AB ar trebui iluminata (Fig. 169, 6). De fapt, razele soarelui care iluminează norul sunt paralele cu linia care leagă Soarele cu ochiul meu (Fig. 169, c).

Oricât de capricios ar fi jocul de lumini și umbre, oricât de complicate ar fi umbrele aruncate de un nor pe altul, pare imposibil de explicat toate diferențele de culori ale norilor cumulus doar prin aceasta.

I. Levitan

Când cerul se limpezește după o furtună și rămân doar câțiva nori cumulus, luminați puternic de Soare și aranjați astfel încât umbra unuia dintre ei să nu poată cădea pe celălalt, acești nori devin din ce în ce mai întunecați și, în final, înainte de a dispărea cu totul. , devine albastru-negru. Impresia generală este că părțile subțiri ale norilor cumulus sunt vizibile în fundal cer albastru, se dovedesc a fi nu „albastru + alb” (cum s-ar putea aștepta), ci „albastru + negru”.

Pe de altă parte, un nor cumulus apare gri când îl vedem pe un alt nor mare care este complet alb, astfel încât nu se poate pune problema creșterii luminozității prin simpla creștere a grosimii totale a straturilor. Fizica acestor fenomene, deși observată zilnic, încă nu este bine înțeleasă. Desigur, trebuie să fii foarte atent la ideea că norii absorb lumina; trebuie mai întâi să încercăm să explicăm fenomenul presupunând că norii sunt formațiuni albe solide, apoi să ne amintim că nu sunt de fapt nimic altceva decât ceață care împrăștie lumina și, în cele din urmă, să țineți cont de faptul că norii pot conține particule de praf întunecate.

Este interesant să comparăm norii cu aburul alb (nu fumul!) al unei locomotive cu abur.În unele cazuri, aburul pare mai alb când este privit la un unghi mare față de lumina incidentă și mai puțin strălucitor când este privit din lateral. Soarele, când ochiul percepe razele reflectate aproape în direcția incidenței. În alte cazuri, indiferent de direcția de observare, vaporii sunt mult mai strălucitori decât cele mai strălucitoare părți ale norilor cumulus; poate acest lucru se datorează distanței mari până la nori și atenuării luminii din cauza împrăștierii în aer.

George Nyssky. Toamnă. semafoare

Întuneric Nori cumulus apar adesea albăstrui la distanță. Aceasta nu este culoarea norilor în sine, ci lumina împrăștiată în atmosferă între nor și ochiul nostru. Cu cât este mai departe nor intunecat, cu atât culoarea sa se apropie mai mult de culoarea cerului. Pe de altă parte, norii strălucitori din apropierea orizontului devin gălbui.

Ar trebui să luați în considerare și alți nori și să încercați să explicați, de exemplu, de ce norii de ploaie sunt atât de gri, de ce norii de tunete au o culoare de plumb specială lângă portocaliu decolorat.Este praf? Informațiile noastre despre toate acestea sunt însă atât de incomplete încât ne vom limita la un apel către cititor pentru a face observații independente.

Distribuția luminozității peste bolta cerului, atunci când este acoperită complet și uniform cu nori, este foarte caracteristică și, parcă, completează distribuția într-un cer senin. Comparați, de exemplu, cu ajutorul unei oglinzi, zenitul și orizontul: cu un cer senin, zenitul este întotdeauna mai întunecat; raportul de luminozitate variază de la 3 la 5 (fotografii X1X și XX).

Frumusețea cerului a fost înfățișată de mai multe ori de artiști, descrisă de scriitori și poeți, chiar și oameni care sunt foarte departe de artă privesc în acest abis ademenitor, îl admiră, negăsind nici cuvinte, nici emoții suficiente pentru a exprima acele sentimente care trezesc. sufletul si mintea. Înălțimea atrage o persoană în orice rol, este frumoasă cu suprafața albastră cristalină, nu mai puțin atractive sunt șiroaiele sale clocotite de nori alb-gri, înlocuite cu pete ușoare nori cirus sau „miei” cu cumulus luxuriant. Și oricât de melancolic ar arăta cerul înnorat, învăluind cu adâncimea lui, asurzitor și zdrobitor cu toată masa, provoacă și o furtună de emoții și experiențe, aruncând gândurile pe un val aparte.

Frumusețea este văzută de privitor

Fiecare persoană percepe lumea în mod diferit. Pentru unii, este mohorât și gri, în timp ce alții, dimpotrivă, văd doar o planetă înflorită, verde, plină de culori. De asemenea, prețuim în mod diferit cerurile de deasupra capului nostru. Dacă luăm în considerare o persoană cu percepția obișnuită a culorilor, atunci va vedea cerul așa cum se crede în mod obișnuit - albastru, gri, roz la apus, gri-fum în zori.

De fapt, aceste culori sunt exact ceea ce ochii și creierul nostru ne pot transmite. Este mai ușor pentru oameni să perceapă un cer acoperit ca fiind gri. LA vreme buna deasupra capetelor noastre există un azur nesfârșit, dar de fapt cupola atmosferică este mai aproape de o nuanță violetă, dacă te uiți la el din partea Pământului.

În această publicație, vom afla de ce cerul într-o zi înnorată este gri și ce determină saturația acestei culori, vom afla, de asemenea, cum se schimbă culoarea ei de-a lungul zilei și anului și ce afectează aceste procese.

Ocean fără fund deasupra

Peste teritoriu tari europene firmament în anotimp cald ani lovește de obicei cu saturate.Uneori poți spune despre el că este albastru-albastru. Cu toate acestea, dacă acordați cel puțin o zi ceea ce se întâmplă deasupra capului nostru și observați cu atenție procesele naturale, puteți observa o gradație de culoare care se schimbă foarte mult din momentul în care soarele răsare și până în momentul în care apune complet.

Vara, cerul pare atât de senin și vizual ridicat din cauza umidității scăzute, a lipsei un numar mare nori care, acumulând apă, coboară treptat mai aproape de pământ. Pe vreme senină, privirea noastră nici măcar nu se uită la sute de metri în față, ci la o distanță egală cu 1-1,5 km. Prin urmare, percepem cerul ca înalt și luminos - absența interferenței în calea razelor de lumină în atmosferă asigură că acestea nu sunt refractate, iar ochii îi percep culoarea ca fiind albastră.

De ce își schimbă culoarea cerul

O astfel de schimbare este descrisă de știință, deși nu la fel de pitoresc ca de scriitori, și este numită radiația difuză a cerului. Dacă vorbim într-un limbaj simplu și accesibil pentru cititor, atunci procesele de formare a culorii cerurilor pot fi explicate după cum urmează. Lumina pe care o emite soarele trece prin golul de aer din jurul Pământului, o împrăștie. Acest proces este mai ușor cu valuri Scurtă durată. În timpul ridicării maxime a corpului ceresc deasupra planetei noastre, într-un punct situat în afara direcției sale, se va observa cea mai strălucitoare și saturată culoare albastră.

Cu toate acestea, atunci când soarele apune sau răsare, razele sale trec tangențial la suprafața Pământului, lumina emisă de ele trebuie să parcurgă un drum mai lung, ceea ce înseamnă că sunt împrăștiate în aer într-o măsură mult mai mare decât în ​​timpul zilei. . Drept urmare, o persoană percepe cerul în culori roz și roșu dimineața și seara. Acest fenomen este cel mai vizibil atunci când există un cer acoperit deasupra noastră. Norii și norii devin apoi foarte strălucitori, strălucirea soarelui la apus îi colorează în uimitoare

oţel tunet

Dar ce este un cer acoperit? De ce devine așa? Acest fenomen este una dintre verigile ciclului apei în natură. Ridicându-se sub formă de abur, particulele de apă intră în stratul atmosferic cu o temperatură mai scăzută. Acumulând și răcindu-se la mare altitudine, se combină între ele, transformându-se în picături. În momentul în care aceste particule sunt încă foarte mici, în ochii noștri ne apar nori cumulus albi frumoși. Cu toate acestea, cu cât picăturile devin mai mari, cu atât mai mult gri este în nori.

Uneori, privind spre cer, prin care plutesc acești „miei” uriași, puteți vedea că o parte dintre ei este pictată în culoare gri, alții chiar capătă o nuanță de oțel tunătoare. Această transformare se explică prin faptul că picăturile din nori au dimensiuni și forme diferite, așa că refractează lumina în moduri diferite. Când cerul este complet acoperit, este complet vopsit în tonuri de gri-șoarece, doar lumina albă ajunge la noi.

Spații vaste cu fum

Sunt zile în care cerul înnorat gri nu are nici măcar un gol. Acest lucru se întâmplă atunci când concentrația de nori și nori este foarte mare, aceștia învăluie întreg spațiul vizual de deasupra. Uneori sunt percepute ca o masă uriașă presantă, gata să cadă în cap. Mai mult, acest fenomen se demonstrează cel mai caracteristic toamna și iarna, când temperatura aerului este scăzută, dar umiditatea, dimpotrivă, este ridicată și este la nivelul de 80-90%.

În astfel de zile norii sunt foarte aproape suprafața pământului, sunt situate la doar o sută sau doi metri de acesta. Descrierea unui cer acoperit de multe ori are note melancolice și deprimante, iar asta se datorează, cel mai probabil, tocmai senzațiilor care apar atunci când te simți singur cu această grămadă mohorâtă, gata să cadă peste tine cu ploaie și frig.

Și totul ar putea fi diferit...

Tonul cerului depinde de intensitatea radiației luminoase și de lungimile de undă care ajung pe planetă, așa că iarna, chiar și în zilele senine, este albastru-albastru. Dar cu cât primăvara este mai aproape și cu cât este mai înaltă locația soarelui, cu atât este mai strălucitor albastrul acestuia, mai ales în zilele în care ceața se risipește în atmosfera superioară, distorsionând lumina.

Oamenii de știință au descoperit că pe alte planete este posibil ca cerul să nu aibă albastrul obișnuit și flori cenușii, pe Marte, de exemplu, este roz chiar și la înălțimea zilei.

Știți cum apar norii, de ce unii devin nori, în timp ce alții rămân miei luxurianți albi ca zăpada? Noutatea noastră uimitoare „Nori. Observăm și studiem ”- este pentru adevărații iubitori de nori și de ce de toate vârstele.

De ce sunt norii albi și norii negri, cum se nasc norii și mirajele și este adevărat că există o Societate a iubitorilor de nori? Noi spunem.

Acesta este motto-ul The Cloud Appreciation Society - organizatie internationala fondată în 2004 în Anglia de Gavin Praetor-Pinney. Acesta reunește 30.000 de iubitori de cloud din 94 de țări. Aceștia sunt oameni care visează să descopere altora frumusețea cerului înnorat. Alătură-te acum!

Trebuie doar să stai întins pe iarbă și să privești norii. Sau doar uită-te în sus. Oricand vrei.

Cum se naște un nor?

Când aerul cald se amestecă cu aerul rece, acesta se răcește și poate ajunge la punctul de rouă. Are loc condens. Vaporii de apă, depunându-se pe o particulă din aer, se transformă în picături sau cristale de gheață, care, adunându-se, formează un nor.

Cel mai adesea, acest lucru se întâmplă atunci când aerul cald se ridică din sol și se întâlnește cu aerul rece deasupra în atmosferă. Un fenomen asemănător norilor poate fi observat și lângă suprafața pământului. Pământul sau apa, încălzite în timpul zilei, se răcesc mai lent decât aerul. Când aerul rece de noapte intră în contact cu aerul cald, se formează ceață lângă suprafața pământului sau a apei.

Da, ceața constă și din elemente de nor. De fapt, acesta este un nor mare întins pe pământ.

De ce norii sunt albi și norii negri

Dacă norii sunt formați din picături, de ce sunt albi? Pentru că elementele înnorate reflectă lumina: cristalele și picăturile strălucesc în razele soarelui. Și cu cât elementele sunt mai mici ca dimensiune și cu cât sunt mai multe, cu atât norul este mai alb.

Gri, gri și negru nori de tunete compus din aceleași picături. Doar că ei - cu înnorații puternice - pot arunca o umbră unul asupra celuilalt (și chiar asupra lor), motiv pentru care par mai întunecați. Există și nori mai denși - sunt formați din cristale și picături mari, astfel încât razele soarelui nu pot pătrunde prin ei. Ele par întunecate și sinistre când sunt privite de la sol.

Dar dacă zburați peste ele, de exemplu cu avionul, vor fi complet albe.

Cum se formează un miraj?

Se formează un nor când aer cald se ridica. Acest curent ascendent fierbinte se numește termic. Păsări și planoare se înalță pe el.

Termalul se vede dacă te uiți la drumul asfaltat într-o zi fierbinte. Se pare că aerul de deasupra asfaltului tremură, iar drumul pare acoperit de bălți. Acest fenomen se numește miraj.

Un miraj poate fi văzut când este cald și aer rece care au densităţi diferite. La limita mediilor cu densități diferite, un fascicul de lumină este refractat și vedem un miraj.

Norii nu sunt doar smocuri de bumbac care acoperă soarele. Nu sunt mai puțin frumoase decât stelele. După ce ai citit această carte, vei vedea singur.