Много червен залез. Защо залезът е червен? Защо небето е синьо

16140 0

В ясен слънчев ден небето изглежда ярко синьо.

Вечер, при залез слънце, небето става червено, розово и оранжево.

Защо небето е синьо? Какво оцветява залеза в червено?

За да отговорим на тези въпроси, трябва да изучаваме светлината и земната атмосфера.

атмосфера

Освен това в малки количества има други газове и малки твърди частици: прахови частици, сажди, полени и сол от океана.
Съставът на атмосферата се променя в зависимост от местоположението, времето и други неща.

Например може да има повече вода във въздуха след ураган или близо до океана. Вулканите могат да изхвърлят в атмосферата голям бройпепел. Замърсяването може да добави различни газове и сажди. Атмосферата е плътно притисната към цялата повърхност на Земята. Постепенно става по-тънък, ако се издигате все по-високо и по-високо. Няма ясна граница между атмосферата и космоса.

светлинни вълни

Електромагнитните вълни се движат в космоса със скорост, близка до 300 000 км/ч. Това се нарича скорост на светлината.

светъл цвят

Цветовете непрекъснато се смесват в едно. В единия край на спектъра са червеното и оранжевото. Те постепенно преминават в жълто, зелено, синьо, синьо и лилаво. Цветовете имат различна дължина на вълната, честота и енергия. Виолетовото е цветът с най-къса дължина на вълната във видимия спектър. Това означава, че има най-висока честота и енергия.

При червеното е обратното: честотата и енергията са най-ниски, но дължината на вълната е най-дълга.

светлина във въздуха

Праховите частици и водните капки са много по-големи от дължината на вълната на видимата светлина. Светлината, сблъсквайки се с тези частици, се отразява и променя траекторията на движение. Различните цветове светлина се отразяват еднакво от частиците. Отразената светлина остава бяла, тъй като продължава да съдържа всички цветове в смесена форма.

Газовите молекули са много по-малки от дължината на вълната на видимата светлина. Когато светлината се сблъска с тях, всичко може да се случи. Например, може да се абсорбира от молекули. И тогава те ще започнат да го излъчват, но в другата посока. Всички цветове се абсорбират, но синьото го прави по-силен от всички останали цветове. Този процес се нарича "Rayleigh scattering" (на името на английския физик лорд Rayleigh, който пръв открива това явление през 1870 г.).

Защо небето е синьо?

На самия хоризонт цветът на небето не е толкова наситен, това се дължи на факта, че той трябва да премине през по-голям обем въздух.

Черно небе и бяло слънце

Защо залезът е червен?

Около залязващото слънце небето може да придобие различни цветове.

Изглежда особено зрелищно, когато в небето висят много малки частици. Те отразяват светлината в различни посоки, а небето става червено, оранжево и розово.

Една от отличителните черти на човека е любопитството. Вероятно всеки като дете е гледал към небето и се е чудел: „защо небето е синьо? Както се оказва, отговорите на такива привидно прости въпроси изискват известни познания в областта на физиката и следователно не всеки родител ще може правилно да обясни на детето причината за това явление.

Нека разгледаме този въпрос с научна точкавизия.

Диапазонът на дължината на вълната на електромагнитното лъчение покрива почти целия спектър на електромагнитното лъчение, което включва лъчение, видимо за хората. Изображението по-долу показва зависимостта на интензитета на слънчевата радиация от дължината на вълната на тази радиация.

Анализирайки това изображение, може да се отбележи фактът, че видимата радиация също е представена от неравномерен интензитет за радиация с различни дължини на вълната. Така че относително малък принос към видимата радиация прави виолетовият цвят, а най-голям - синият и зеленият цвят.

Защо небето е синьо?

На първо място, към този въпрос ни води фактът, че въздухът е безцветен газ и не трябва да излъчва синя светлина. Очевидно е, че причината за такова излъчване е нашата звезда.

Както е известно, Бяла светлинавсъщност това е комбинация от излъчване на всички цветове от видимия спектър. С помощта на призма можете изрично да разложите светлината на цялата гама от цветове. Подобен ефект възниква в небето след дъжд и образува дъга. Когато слънчевата светлина навлезе в земната атмосфера, тя започва да се разсейва, т.е. радиацията променя посоката си. Въпреки това, особеностите на състава на въздуха са такива, че когато светлината навлезе в него, радиацията с къса дължина на вълната се разпръсква повече от радиацията с дълги вълни. По този начин, като се вземе предвид спектърът, показан по-рано, може да се види, че червената и оранжевата светлина практически няма да променят траекторията си, преминавайки през въздуха, докато виолетовата и синята радиация забележимо ще променят посоката си. Поради тази причина във въздуха се появява нещо като "блуждаща" късовълнова светлина, която постоянно се разпръсква в тази среда. В резултат на описаното явление изглежда, че във всяка точка на небето се излъчва късовълнова радиация от видимия спектър (виолетово, синьо, синьо).

Добре известен факт за възприемането на радиацията е, че човешкото око може да улови, види радиацията само ако тя попадне директно в окото. Тогава, гледайки небето, най-вероятно ще видите нюансите на това видимо лъчение, чиято дължина на вълната е най-малка, тъй като тя се разпръсква най-добре във въздуха.

Защо не виждате ясно червен цвят, когато гледате Слънцето? Първо, малко вероятно е човек да може внимателно да изследва Слънцето, тъй като интензивната радиация може да увреди зрителния орган. Второ, въпреки съществуването на такова явление като разсейването на светлината във въздуха, все пак по-голямата част от светлината, излъчвана от Слънцето, достига повърхността на Земята, без да се разпръсква. Следователно всички цветове от видимия спектър на лъчение се комбинират, образувайки светлина с по-изразен бял цвят.

Да се ​​върнем към светлината, разпръсната от въздуха, чийто цвят, както вече определихме, трябва да има най-малка дължина на вълната. От видимата радиация виолетовото има най-къса дължина на вълната, следвано от синьото, а синьото има малко по-голяма дължина на вълната. Като се вземе предвид неравномерният интензитет на слънчевата радиация, става ясно, че приносът на виолетовия цвят е незначителен. Следователно най-голям принос към радиацията, разпръсната от въздуха, има синьото, следвано от синьото.

Защо залезът е червен?

В случай, че Слънцето се скрие зад хоризонта, можем да наблюдаваме същото дълговълново излъчване с червено-оранжев цвят. В този случай светлината от Слънцето трябва да измине значително по-голямо разстояние в земната атмосфера, преди да достигне очите на наблюдателя. На мястото, където излъчването на Слънцето започва да взаимодейства с атмосферата, сините и сините цветове са най-изразени. Въпреки това, с разстояние, късовълновата радиация губи своя интензитет, тъй като е значително разпръсната по пътя. Докато дълговълновото излъчване върши отлична работа за преодоляване на толкова големи разстояния. Ето защо слънцето е червено при залез.

Както бе споменато по-рано, въпреки че дълговълновата радиация е слабо разпръсната във въздуха, все още има разсейване. Следователно, намирайки се на хоризонта, Слънцето излъчва светлина, от която до наблюдателя достига само излъчването на червено-оранжеви нюанси, което има време да се разсее донякъде в атмосферата, образувайки споменатата по-горе "бездомна" светлина. Последният рисува небето в пъстри нюанси на червено и оранжево.

Защо облаците са бели?

Говорейки за облаци, ние знаем, че те са съставени от микроскопични капчици течност, които разпръскват видимата светлина почти равномерно, независимо от дължината на вълната на радиацията. След това разсеяната светлина, насочена във всички посоки от капката, се разпръсква отново върху други капчици. В този случай комбинацията от излъчване на всички дължини на вълната се запазва, а облаците "светят" (отразяват) в бяло.

Ако времето е облачно, тогава слънчевата радиация достига повърхността на Земята в незначително количество. В случай на големи облаци, или голям брой от тях, споделят някои слънчева светлинасе абсорбира, защото небето потъмнява и придобива сив цвят.

Всички знаем, че в зависимост от небесна точка, в който наблюдаваме Слънцето, цветът му може да варира значително. Например в зенита е бяло, при залез е червено, а понякога дори пурпурно. Всъщност това е само привидно - не се променя цветът на нашето светило, а възприемането му от човешкото око. Защо се случва това?


Слънчевият спектър е комбинация от седем основни цвята - спомнете си дъгата и известната поговорка за ловеца и фазана, която определя последователността на цветовете: червено, жълто, зелено и така до лилаво. Но в атмосфера, пълна с различни видове аерозолни суспензии (водна пара, прахови частици), всеки цвят се разпръсква по различен начин. Например, виолетово и синьо са най-добре разпръснати, а червеното е по-лошо. Това явление се нарича дисперсия на слънчевата светлина.

Причината е, че цветът всъщност е електромагнитна вълна с определена дължина. Съответно различните вълни имат различна дължина на вълната. И окото ги възприема в зависимост от дебелината атмосферен въздухотделяйки го от източника на светлина, тоест Слънцето. Намирайки се в зенита, той изглежда бял, тъй като слънчевите лъчи падат върху повърхността на Земята под прав ъгъл (естествено се има предвид това място на повърхността, където се намира наблюдателят), и дебелината на въздуха, която влияе на пречупването на светлината е сравнително малка. Белият човек изглежда като комбинация от всички цветове наведнъж.


Между другото, небето изглежда синьо и поради дисперсията на светлината: тъй като сините, виолетовите и сините цветове, които имат най-къси дължини на вълните, се разпръскват в атмосферата много по-бързо от останалата част от спектъра. Тоест, преминавайки през червени, жълти и други лъчи с по-голяма дължина на вълната, атмосферните частици вода и прах разпръскват в себе си сини лъчи, които придават цвета на небето.

Колкото по-далеч Слънцето прави своя обичаен дневен път и се спуска до линията на хоризонта, толкова по-голяма става дебелината на атмосферния слой, през който трябва да преминат слънчевите лъчи, и толкова повече те се разпръскват. Червеното е най-устойчиво на разсейване, защото има най-голяма дължина на вълната. Следователно само той се възприема от очите на наблюдател, който гледа към залязващата звезда. Останалите цветове на слънчевия спектър са напълно разпръснати и абсорбирани от аерозолната суспензия в атмосферата.

В резултат на това има пряка зависимост на разсейването на спектралните лъчи от дебелината на атмосферния въздух и плътността на суспензията, която съдържа. Ярки доказателства за това могат да се наблюдават при глобалните емисии в атмосферата на вещества с по-голяма плътност от въздуха, например вулканичен прах. И така, след 1883 г., когато се случи известното изригване на вулкана Кракатау, доста дълго време на най-различни места на планетата можеха да се видят червени залези с изключителна яркост.



Всеки знае, че в зависимост от небесната точка, в която наблюдаваме Слънцето, цветът му може да варира значително.

Например в зенита е бяло, при залез е червено, а понякога дори пурпурно. Всъщност това е само привидно - не се променя цветът на нашето светило, а възприемането му от човешкото око. Защо се случва това?

Слънчевият спектър е комбинация от седем основни цвята - спомнете си дъгата и известната поговорка за ловеца и фазана, която определя последователността на цветовете: червено, жълто, зелено и така до лилаво.

Но в атмосфера, пълна с различни видове аерозолни суспензии (водна пара, прахови частици), всеки цвят се разпръсква по различен начин. Например, виолетово и синьо са най-добре разпръснати, а червеното е по-лошо. Това явление се нарича дисперсия на слънчевата светлина.

Причината е, че цветът всъщност е електромагнитна вълна с определена дължина. Съответно различните вълни имат различна дължина на вълната. И окото ги възприема в зависимост от дебелината на атмосферния въздух, който го отделя от източника на светлина, тоест Слънцето.

Намирайки се в зенита, той изглежда бял, тъй като слънчевите лъчи падат върху повърхността на Земята под прав ъгъл (естествено се има предвид това място на повърхността, където се намира наблюдателят), и дебелината на въздуха, която влияе на пречупването на светлината е сравнително малка. Белият човек изглежда като комбинация от всички цветове наведнъж.

Между другото, небето изглежда синьо и поради дисперсията на светлината: тъй като сините, виолетовите и сините цветове, които имат най-къси дължини на вълните, се разпръскват в атмосферата много по-бързо от останалата част от спектъра. Тоест, преминавайки през червени, жълти и други лъчи с по-голяма дължина на вълната, атмосферните частици вода и прах разпръскват в себе си сини лъчи, които придават цвета на небето.

Колкото по-далеч Слънцето прави своя обичаен дневен път и се спуска до линията на хоризонта, толкова по-голяма става дебелината на атмосферния слой, през който трябва да преминат слънчевите лъчи, и толкова повече те се разпръскват. Червеното е най-устойчиво на разсейване, защото има най-голяма дължина на вълната. Следователно само той се възприема от очите на наблюдател, който гледа към залязващата звезда. Останалите цветове на слънчевия спектър са напълно разпръснати и абсорбирани от аерозолната суспензия в атмосферата.

В резултат на това има пряка зависимост на разсейването на спектралните лъчи от дебелината на атмосферния въздух и плътността на суспензията, която съдържа. Ярки доказателства за това могат да се наблюдават при глобалните емисии в атмосферата на вещества с по-голяма плътност от въздуха, например вулканичен прах.

И така, след 1883 г., когато се случи известното изригване на вулкана Кракатау, доста дълго време на най-различни места на планетата можеха да се видят червени залези с изключителна яркост.

Ако нашата планета не се въртеше около Слънцето и беше абсолютно плоска, небесното тяло винаги щеше да е в зенита си и да не се движи никъде – нямаше да има нито залез, нито зазоряване, нито живот. За щастие имаме възможност да наблюдаваме изгрева и залеза - и следователно животът на планетата Земя продължава.

Земята неуморно се движи около Слънцето и своята ос, като веднъж на ден (с изключение на полярните ширини) слънчевият диск се появява и изчезва зад хоризонта, отбелязвайки началото и края на дневната светлина. Следователно в астрономията изгревът и залезът са времето, когато горната точка на слънчевия диск се появява или изчезва над хоризонта.

От своя страна периодът преди изгрев или залез се нарича здрач: слънчевият диск е недалеч от хоризонта и следователно част от лъчите, попадащи в горните слоеве на атмосферата, се отразяват от него към земната повърхност. Продължителността на здрача преди изгрев или залез пряко зависи от географската ширина: на полюсите те продължават от 2 до 3 седмици, в субполярните зони - няколко часа, в умерените ширини - около два часа. Но на екватора времето преди изгрев е от 20 до 25 минути.

По време на изгрев и залез се създава определен оптичен ефект, когато слънчевите лъчи осветяват земната повърхност и небето, боядисвайки ги в многоцветни тонове. Преди изгрев слънце, на зазоряване, цветовете са по-фини, докато залезът осветява планетата с лъчи от наситено червено, бордо, жълто, оранжево и много рядко зелено.

Залезът има такава интензивност на цветовете поради факта, че през деня земната повърхност се затопля, влажността намалява, скоростта на въздушните потоци се увеличава и прахът се издига във въздуха. Разликата в цветовете между изгрева и залеза до голяма степен зависи от района, в който човек се намира и наблюдава тези невероятни природни явления.

Външни характеристики на чудно природно явление

Тъй като за изгрева и залеза може да се говори като за две еднакви явления, различаващи се едно от друго по наситеност на цветовете, описанието на залеза над хоризонта може да се приложи и към времето преди изгрева и появата му, само че в обратен ред.

Колкото по-надолу слънчевият диск се спуска към линията на западния хоризонт, толкова по-малко ярък е той и става първо жълт, след това оранжев и накрая червен. Небето също променя цвета си: първо е златисто, след това оранжево, а по ръба - червено.

Когато слънчевият диск се доближи до хоризонта, той придобива тъмночервен цвят и от двете му страни можете да видите ярка лента от зора, чиито цветове преминават от синкаво-зелено до ярко оранжево отгоре надолу. В същото време над зората се образува безцветно сияние.

Едновременно с това явление на противоположната страна на небето се появява пепеляво-синкава ивица (сянката на Земята), над която можете да видите оранжево-розов сегмент, пояса на Венера - той се появява над хоризонта на височина от 10 до 20 ° и с ясно небе, видимо навсякъде на нашата планета.

Колкото повече Слънцето се спуска под хоризонта, толкова по-лилаво става небето, а когато падне четири-пет градуса под хоризонта, сянката придобива най-наситени тонове. След това небето постепенно става огненочервено (лъчите на Буда), а от мястото, където слънчевият диск е залязъл, нагоре се простират ивици светлинни лъчи, които постепенно изчезват, след изчезването на които близо до хоризонта можете да видите избледняваща ивица с тъмночервен цвят.

След като сянката на Земята постепенно изпълва небето, поясът на Венера се разсейва, силуетът на Луната се появява в небето, след това звездите - и пада нощта (здрачът свършва, когато слънчевият диск отиде на шест градуса под хоризонта). Колкото повече време минава от заминаването на Слънцето под линията на хоризонта, толкова по-студено става и до сутринта, преди изгрев, се наблюдава най-ниската температура. Но всичко се променя, когато след няколко часа червеното слънце изгрява: слънчевият диск се появява на изток, нощта напуска и земната повърхност започва да се затопля.

Защо слънцето е червено

Залезът и изгревът на червеното слънце от древни времена привличат вниманието на човечеството и затова хората се опитват да обяснят с всички налични методи защо слънчевият диск е жълт цвятстава червеникав на линията на хоризонта. Първият опит да се обясни това явление бяха легенди, последвани от народни поличби: хората бяха сигурни, че залезът и изгревът на червеното слънце не предвещават нищо добро.

Например те били убедени, че ако небето остане червено дълго време след изгрев слънце, денят ще бъде непоносимо горещ. Друг знак гласи, че ако преди изгрев небето на изток е червено, а след изгрев този цвят веднага изчезва - ще вали. Изгревът на червеното слънце също обещаваше лошо време, ако след появата му на небето веднага придоби светложълт цвят.

Изгревът на червеното слънце в такава интерпретация едва ли би могъл да задоволи любознателния човешки ум за дълго време. Следователно, след откриването на различни физични закони, включително закона на Рейли, беше установено, че червеният цвят на Слънцето се обяснява с факта, че тъй като има най-голяма дължина на вълната, то се разпръсква много по-малко от другите цветове в плътната атмосфера на Земята .

Следователно, когато Слънцето е близо до хоризонта, неговите лъчи се плъзгат по земната повърхност, където въздухът има не само най-висока плътност, но и изключително висока влажност по това време, което забавя и поглъща лъчите. В резултат на това само червени и оранжеви лъчи могат да пробият гъстата и влажна атмосфера в първите минути на изгрева.

Изгрев и залез

Въпреки че мнозина смятат, че в северното полукълбо най-ранният залез настъпва на 21 декември, а най-късният на 21 юни, в действителност това мнение е погрешно: дните на зимното и лятното слънцестоене са само дати, които показват наличието на най-краткия или дълъг денслед година.

Интересното е, че колкото по-на север е географската ширина, толкова по-близо до слънцестоенето идва най-късният залез за годината. Например, през 2014 г., на географска ширина, разположена на шестдесет и два градуса, това се случи на 23 юни. Но на тридесет и петата географска ширина последният залез за годината се случи шест дни по-късно (най-ранният изгрев беше записан две седмици по-рано, няколко дни преди 21 юни).

Без специален календар под ръка е доста трудно да се определи точното време на изгрев и залез. Това се дължи на факта, че докато се върти равномерно около оста си и Слънцето, Земята се движи неравномерно по елиптична орбита. Заслужава да се отбележи, че ако нашата планета се движи около Слънцето, този ефект няма да се наблюдава.

Човечеството отдавна е забелязало такива отклонения във времето и затова през цялата си история хората са се опитвали да изяснят този въпрос за себе си: издигнатите от тях древни структури, които изключително напомнят на обсерватории, са оцелели и до днес (например , Стоунхендж в Англия или пирамидите на маите в Америка).

През последните няколко века астрономите създават календари на Луната и Слънцето, за да изчислят времето на изгрев и залез чрез наблюдение на небето. Днес, благодарение на виртуалната мрежа, всеки интернет потребител може да изчисли изгрева и залеза с помощта на специални онлайн услуги - за това е достатъчно да посочите града или географските координати (ако желаната област не е на картата), както и задължителна дата.

Интересното е, че с помощта на такива календари често можете да разберете не само времето на залез или зората, но и периода между началото на здрача и преди изгрева, продължителността на деня / нощта, времето, когато слънцето ще бъде в зенита си и много повече.