Безоблачные дневные небеса окрашены в голубой цвет. Во время восхода и заката Солнца на небе появляются оттенки желтого, оранжевого и красного цветов, а изредка можно увидеть и зеленый луч.
Так почему же небо, как хамелеон, способно менять свою окраску? С этим вопросим и решил разобраться журнал "Повседневная наука".
Оказывается, всё дело во взаимодействии волн солнечного света с частицами атмосферы, а точнее Релеевском рассеянии света на этих частицах. Рассеяние Релея - это рассеяние света на объектах, размеры которых меньше его длины волны. Что бы немного погрузиться в природу этого рассеяния нужно понять что такое свет и что такое эти частицы.
Свет - это излучение воспринимаемое человеческим глазом. Такое излучение в разных ситуациях ведёт себя как частица (корпускула) или как волна (корпускулярно-волновой дуализм). Для нашей темы важна именно волновая природа света.
Обратите внимание: С какого возраста начинать обучение ребенка иностранному языку?.
Представьте себе идеальные морские волны расходящиеся от брошенного в воду камня, именно так и ведёт себя свет, только камнем в его случае является солнце. Эти волны имеют свою длину, расстояние между двумя горбами, и если на воде мы можем измерить это расстояние невооруженным глазом, то для света длина волны очень маленькая от 380-400 нанометров (фиолетовый цвет) до 760-780 нанометров (красный цвет).
Нас окружает множества газов азот, кислород, углекислый и инертные газы, все они равномерно заполняют атмосферу. Никакого голубого неба, красного заката и не было бы, если бы эта равномерность заполнения не нарушалась. В атмосфере существуют флуктуации плотности (случайные отклонения от нормальной величины) именно на этих флуктуациях, сгустках и происходит рассеяние солнечного света, волны света воспринимают эти сгустки как частицы. Получается полное определение рассеяния Релея: волны света, которые короче частиц, сгустков, флуктуаций плотности, рассеиваются.
Ну ладно, свет рассеивается и рассеивается, но откуда берутся разные цвета? Всё дело в длине волн разных цветов, чем длиннее волна, тем интенсивнее происходит рассеивание. Фиолетовый свет рассеивается примерно в 16 раз интенсивнее красного, но в спектре солнца синий цвет преобладает над фиолетовым, поэтому небо в него и окрашивается.
Так же вносит своё влияние и количество рассеяний. Красный закат и рассвет возникает из-за того, что солнечному свету приходится пройти более длинный путь по атмосфере, встретить больше частиц, и следовательно больше раз рассеяться.
В таком случае от голубого (синего) света не остаётся и следа, а в красках неба видно преобладание коротковолнового излучения (жёлтые, красные тона).
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Какого цвета небеса?.