Un apus de soare foarte roșu. De ce este roșu apusul? De ce este cerul albastru

16140 0

Într-o zi senină, însorită, cerul arată un albastru strălucitor.

Seara, la apus, cerul devine roșu, roz și portocaliu.

De ce este cerul albastru? Ce face roșu apusul?

Răspunzând la aceste întrebări, trebuie să studiem lumina și atmosfera pământului.

Atmosfera

De asemenea, în cantități mici, există și alte gaze și particule solide mici: particule de praf, funingine, polen și sare din ocean.
Compoziția atmosferei se schimbă în funcție de locație, vreme și alte lucruri.

De exemplu, poate fi mai multă apă în aer după un uragan sau lângă ocean. Vulcanii se pot elibera în atmosferă un numar mare de cenusa. Poluarea poate adăuga diverse gaze și funingine. Atmosfera este strâns presată pe întreaga suprafață a Pământului. Treptat, devine mai subțire dacă te ridici din ce în ce mai sus. Nu există o graniță clară între atmosferă și spațiu.

unde luminoase

Undele electromagnetice se deplasează în spațiu cu o viteză apropiată de 300.000 km/h. Aceasta se numește viteza luminii.

culoare deschisa

Culorile sunt amestecate constant într-una singură. La un capăt al spectrului sunt roșu și portocaliu. Se transformă treptat în galben, verde, albastru, albastru și violet. Culorile au lungimi de undă, frecvență și energie diferite. Violetul este culoarea cu cea mai scurtă lungime de undă din spectrul vizibil. Aceasta înseamnă că are cea mai mare frecvență și energie.

Cu roșu, opusul este adevărat: frecvența și energia sunt cele mai mici, dar lungimea de undă este cea mai lungă.

lumina in aer

Particulele de praf și picăturile de apă sunt mult mai mari decât lungimea de undă a luminii vizibile. Lumina, ciocnind cu aceste particule, este reflectată și schimbă traiectoria mișcării. Diferite culori de lumină sunt reflectate în mod egal de particule. Lumina reflectată rămâne albă, deoarece continuă să conțină toate culorile într-o formă mixtă.

Moleculele de gaz sunt mult mai mici decât lungimea de undă a luminii vizibile. Când lumina se ciocnește de ele, orice se poate întâmpla. De exemplu, poate fi absorbit de molecule. Și atunci vor începe să o radieze, dar în cealaltă direcție. Toate culorile sunt absorbite, dar albastrul îl face mai puternic decât toate celelalte culori. Acest proces se numește „Rayleigh scattering” (după fizicianul englez Lord Rayleigh, care a descoperit pentru prima dată acest fenomen în 1870).

De ce este cerul albastru?

Chiar la orizont, culoarea cerului nu este atât de saturată, acest lucru se datorează faptului că trebuie să treacă printr-un volum mai mare de aer.

Cer negru și soare alb

De ce este roșu apusul?

În jurul apusului, cerul poate căpăta culori diferite.

Arată deosebit de spectaculos atunci când multe particule mici sunt suspendate pe cer. Ele reflectă lumina în direcții diferite, iar cerul devine roșu, portocaliu și roz.

Una dintre caracteristicile unei persoane este curiozitatea. Probabil că toată lumea, în copilărie, se uita la cer și se întreba: „de ce este cerul albastru?”. După cum se dovedește, răspunsurile la astfel de întrebări aparent simple necesită anumite cunoștințe în domeniul fizicii și, prin urmare, nu fiecare părinte va putea explica corect copilului motivul acestui fenomen.

Să luăm în considerare această problemă cu punct științific viziune.

Gama de lungimi de undă a radiațiilor electromagnetice acoperă aproape întregul spectru al radiațiilor electromagnetice, care include radiațiile vizibile pentru oameni. Imaginea de mai jos arată dependența intensității radiației solare de lungimea de undă a acestei radiații.

Analizând această imagine, se poate observa faptul că radiația vizibilă este reprezentată și de intensitate neuniformă pentru radiații de diferite lungimi de undă. Deci, o contribuție relativ mică la radiația vizibilă face culoarea violetă, iar cea mai mare - culorile albastru și verde.

De ce este cerul albastru?

În primul rând, suntem conduși la această întrebare de faptul că aerul este un gaz incolor și nu ar trebui să emită lumină albastră. Este evident că cauza unei astfel de radiații este steaua noastră.

După cum se știe, lumină albă de fapt, este o combinație de radiații a tuturor culorilor din spectrul vizibil. Folosind o prismă, puteți descompune în mod explicit lumina în întreaga gamă de culori. Un efect similar apare pe cer după ploaie și formează un curcubeu. Când lumina soarelui intră în atmosfera pământului, începe să se împrăștie, adică. radiația își schimbă direcția. Cu toate acestea, particularitatea compoziției aerului este de așa natură încât atunci când lumina intră în el, radiația cu o lungime de undă scurtă este împrăștiată mai mult decât radiația cu undă lungă. Astfel, ținând cont de spectrul prezentat mai devreme, se poate observa că lumina roșie și portocalie practic nu își va schimba traiectoria, trecând prin aer, în timp ce radiațiile violete și albastre își vor schimba vizibil direcția. Din acest motiv, în aer apare un fel de lumină cu undă scurtă „rătăcitoare”, care este împrăștiată constant în acest mediu. Ca urmare a fenomenului descris, se pare că radiația cu unde scurte din spectrul vizibil (violet, albastru, albastru) este emisă în fiecare punct al cerului.

Faptul binecunoscut al percepției radiațiilor este că ochiul uman poate capta, vedea, radiația doar dacă lovește direct ochiul. Apoi, privind spre cer, veți vedea cel mai probabil nuanțele acelei radiații vizibile, a cărei lungime de undă este cea mai mică, deoarece este cea care se împrăștie cel mai bine în aer.

De ce nu vezi o culoare roșie distinctă când te uiți la Soare? În primul rând, este puțin probabil ca o persoană să poată examina cu atenție Soarele, deoarece radiațiile intense pot deteriora organul vizual. În al doilea rând, în ciuda existenței unui astfel de fenomen precum împrăștierea luminii în aer, cu toate acestea, cea mai mare parte a luminii emise de Soare ajunge la suprafața Pământului fără a fi împrăștiată. Prin urmare, toate culorile spectrului vizibil de radiație sunt combinate, formând lumină cu o culoare albă mai pronunțată.

Să ne întoarcem la lumina împrăștiată de aer, a cărei culoare, așa cum am stabilit deja, ar trebui să aibă cea mai mică lungime de undă. Dintre radiațiile vizibile, violetul are cea mai scurtă lungime de undă, urmat de albastru, iar albastrul are o lungime de undă puțin mai mare. Ținând cont de intensitatea neuniformă a radiației solare, devine clar că contribuția culorii violete este neglijabilă. Prin urmare, cea mai mare contribuție la radiația împrăștiată de aer este albastrul, urmat de albastru.

De ce este roșu apusul?

În cazul în care Soarele se ascunde în spatele orizontului, putem observa aceeași radiație cu undă lungă de culoare roșu-portocaliu. În acest caz, lumina de la Soare trebuie să parcurgă o distanță semnificativ mai mare în atmosfera Pământului înainte de a ajunge în ochii observatorului. În locul în care radiația Soarelui începe să interacționeze cu atmosfera, culorile albastru și albastru sunt cele mai pronunțate. Cu toate acestea, odată cu distanța, radiația cu unde scurte își pierde din intensitate, deoarece este împrăștiată semnificativ pe parcurs. În timp ce radiația cu undă lungă face o treabă excelentă de a depăși distanțe atât de mari. Acesta este motivul pentru care Soarele este roșu la apus.

După cum am menționat mai devreme, deși radiația cu undă lungă este slab împrăștiată în aer, există încă împrăștiere. Așadar, aflându-se la orizont, Soarele emite lumină, din care doar radiația de nuanțe roșu-portocalii ajunge la observator, care are timp să se disipeze oarecum în atmosferă, formând lumina „rătăzătoare” menționată anterior. Acesta din urmă pictează cerul în nuanțe variate de roșu și portocaliu.

De ce sunt norii albi?

Apropo de nori, știm că aceștia sunt formați din picături microscopice de lichid care împrăștie lumina vizibilă aproape uniform, indiferent de lungimea de undă a radiației. Apoi lumina împrăștiată, îndreptată în toate direcțiile din picătură, este împrăștiată din nou pe alte picături. În acest caz, combinația de radiații de toate lungimile de undă este păstrată, iar norii „luminează” (reflectează) în alb.

Dacă vremea este tulbure, atunci radiația solară ajunge la suprafața Pământului într-o cantitate nesemnificativă. In caz de nori mari, sau un număr mare dintre ele, unele împărtășesc lumina soarelui este absorbit, deoarece cerul se întunecă și capătă o culoare gri.

Știm cu toții că în funcție de punct ceresc, în care observăm Soarele, culoarea acestuia poate varia foarte mult. De exemplu, la zenit este alb, la apus este roșu și uneori chiar purpuriu. De fapt, aceasta este doar o aparență - nu culoarea luminii noastre se schimbă, ci percepția sa de către ochiul uman. De ce se întâmplă asta?


Spectrul solar este o combinație de șapte culori primare - amintiți-vă de curcubeu și de faimoasa zicală despre vânător și fazan, care determină secvența culorilor: roșu, galben, verde și așa mai departe până la violet. Dar într-o atmosferă plină cu diferite tipuri de suspensii de aerosoli (vapori de apă, particule de praf), fiecare culoare se împrăștie diferit. De exemplu, violetul și albastrul sunt cel mai bine împrăștiate, iar roșul este mai rău. Acest fenomen se numește dispersie a luminii solare.

Motivul este că culoarea, de fapt, este o undă electromagnetică de o anumită lungime. În consecință, unde diferite au lungimi de undă diferite. Iar ochiul le percepe in functie de grosime aerul atmosferic separându-l de sursa de lumină, adică de Soare. Fiind la zenit, apare alb, deoarece razele soarelui cad pe suprafața Pământului în unghi drept (în mod firesc, se înțelege acel loc de pe suprafața unde se află observatorul), iar grosimea aerului care afectează refracția lumina este relativ mică. O persoană albă pare să fie o combinație de toate culorile simultan.


Apropo, cerul apare albastru și din cauza dispersării luminii: deoarece culorile albastru, violet și albastru, având cele mai scurte lungimi de undă, se împrăștie în atmosferă mult mai repede decât restul spectrului. Adică, trecând razele roșii, galbene și alte raze cu lungimi de undă mai mari, particulele atmosferice de apă și praf împrăștie în sine razele albastre, care dau culoarea cerului.

Cu cât Soarele își face calea zilnică obișnuită și coboară spre linia orizontului, cu atât grosimea stratului atmosferic devine mai mare, prin care trebuie să treacă razele soarelui și cu atât se împrăștie mai mult. Roșul este cel mai rezistent la împrăștiere, deoarece are cea mai mare lungime de undă. Prin urmare, doar el este perceput de ochii unui observator care se uită la steaua apusului. Culorile rămase ale spectrului solar sunt complet împrăștiate și absorbite de suspensia de aerosoli din atmosferă.

Ca urmare, există o dependență directă a împrăștierii razelor spectrale de grosimea aerului atmosferic și de densitatea suspensiei pe care o conține. Dovezi vii în acest sens pot fi observate cu emisiile globale în atmosferă de substanțe mai dense decât aerul, de exemplu, praful vulcanic. Așadar, după 1883, când a avut loc celebra erupție a vulcanului Krakatau, destul de mult timp în cele mai diverse locuri de pe planetă s-au putut vedea apusuri roșii de o strălucire extraordinară.



Toată lumea știe că, în funcție de punctul ceresc în care observăm Soarele, culoarea acestuia poate varia foarte mult.

De exemplu, la zenit este alb, la apus este roșu și uneori chiar purpuriu. De fapt, aceasta este doar o aparență - nu culoarea luminii noastre se schimbă, ci percepția sa de către ochiul uman. De ce se întâmplă asta?

Spectrul solar este o combinație de șapte culori primare - amintiți-vă de curcubeu și de faimoasa zicală despre vânător și fazan, care determină secvența culorilor: roșu, galben, verde și așa mai departe până la violet.

Dar într-o atmosferă plină cu diferite tipuri de suspensii de aerosoli (vapori de apă, particule de praf), fiecare culoare se împrăștie diferit. De exemplu, violetul și albastrul sunt cel mai bine împrăștiate, iar roșul este mai rău. Acest fenomen se numește dispersie a luminii solare.

Motivul este că culoarea, de fapt, este o undă electromagnetică de o anumită lungime. În consecință, unde diferite au lungimi de undă diferite. Iar ochiul le percepe în funcție de grosimea aerului atmosferic care îl separă de sursa de lumină, adică Soarele.

Fiind la zenit, apare alb, deoarece razele soarelui cad pe suprafața Pământului în unghi drept (în mod firesc, se înțelege acel loc de pe suprafața unde se află observatorul), iar grosimea aerului care afectează refracția lumina este relativ mică. O persoană albă pare să fie o combinație de toate culorile simultan.

Apropo, cerul apare albastru și din cauza dispersării luminii: deoarece culorile albastru, violet și albastru, având cele mai scurte lungimi de undă, se împrăștie în atmosferă mult mai repede decât restul spectrului. Adică, trecând razele roșii, galbene și alte raze cu lungimi de undă mai mari, particulele atmosferice de apă și praf împrăștie în sine razele albastre, care dau culoarea cerului.

Cu cât Soarele își face calea zilnică obișnuită și coboară spre linia orizontului, cu atât grosimea stratului atmosferic devine mai mare, prin care trebuie să treacă razele soarelui și cu atât se împrăștie mai mult. Roșul este cel mai rezistent la împrăștiere, deoarece are cea mai mare lungime de undă. Prin urmare, doar el este perceput de ochii unui observator care se uită la steaua apusului. Culorile rămase ale spectrului solar sunt complet împrăștiate și absorbite de suspensia de aerosoli din atmosferă.

Ca urmare, există o dependență directă a împrăștierii razelor spectrale de grosimea aerului atmosferic și de densitatea suspensiei pe care o conține. Dovezi vii în acest sens pot fi observate cu emisiile globale în atmosferă de substanțe mai dense decât aerul, de exemplu, praful vulcanic.

Așadar, după 1883, când a avut loc celebra erupție a vulcanului Krakatau, destul de mult timp în cele mai diverse locuri de pe planetă s-au putut vedea apusuri roșii de o strălucire extraordinară.

Dacă planeta noastră nu s-ar învârti în jurul Soarelui și ar fi absolut plată, corpul ceresc s-ar afla întotdeauna la zenit și nu s-ar mișca nicăieri - nu ar exista apus, zori, viață. Din fericire, avem ocazia să urmărim răsăritul și apusul soarelui - și, prin urmare, viața pe planeta Pământ continuă.

Pământul se mișcă fără încetare în jurul Soarelui și a axei sale, iar o dată pe zi (cu excepția latitudinilor polare) discul solar apare și dispare în spatele orizontului, marcând începutul și sfârșitul luminii zilei. Prin urmare, în astronomie, răsăritul și apusul soarelui sunt momentele în care punctul superior al discului solar apare sau dispare deasupra orizontului.

La rândul său, perioada de dinaintea răsăritului sau apusului soarelui se numește amurg: discul solar nu este departe de orizont și, prin urmare, o parte din razele, care cad în straturile superioare ale atmosferei, sunt reflectate de pe acesta pe suprafața pământului. Durata amurgului înainte de răsărit sau apus depinde direct de latitudine: la poli durează de la 2 până la 3 săptămâni, în zonele subpolare - câteva ore, la latitudini temperate - aproximativ două ore. Dar la ecuator, timpul înainte de răsărit este de la 20 la 25 de minute.

În timpul răsăritului și apusului soarelui se creează un anumit efect optic atunci când razele soarelui luminează suprafața pământului și cerul, pictându-le în tonuri multicolore. Înainte de răsărit, în zori, culorile sunt mai subtile, în timp ce apusul luminează planeta cu raze de roșu bogat, visiniu, galben, portocaliu și, foarte rar, verde.

Apusul soarelui are o asemenea intensitate a culorilor datorită faptului că în timpul zilei suprafața pământului se încălzește, umiditatea scade, viteza fluxurilor de aer crește, iar praful se ridică în aer. Diferența de culori dintre răsărit și apus depinde în mare măsură de zona în care se află persoana și observă aceste fenomene naturale uimitoare.

Caracteristicile externe ale unui fenomen natural minunat

Întrucât se poate vorbi despre răsărit și apus ca fiind două fenomene identice, care diferă unul de celălalt prin saturația culorilor, descrierea apusului peste orizont poate fi aplicată și timpului dinaintea răsăritului și apariției sale, doar în ordine inversă.

Cu cât discul solar coboară mai jos spre linia orizontului vestic, cu atât este mai puțin strălucitor și devine mai întâi galben, apoi portocaliu și în final roșu. De asemenea, cerul își schimbă culoarea: la început este auriu, apoi portocaliu, iar la margine - roșu.

Când discul soarelui se apropie de orizont, capătă o culoare roșu închis și pe ambele părți ale acestuia puteți vedea o bandă strălucitoare a zorilor, ale cărei culori merg de la verde-albăstrui la portocaliu strălucitor de sus în jos. În același timp, peste zori se formează o strălucire incoloră.

Concomitent cu acest fenomen, pe partea opusă a cerului apare o dungă albăstruie cenușă (umbra Pământului), deasupra căreia se vede un segment portocaliu-roz, Centura lui Venus - apare deasupra orizontului la înălțime. de 10 până la 20 ° și cu un cer senin vizibil oriunde pe planeta noastră.

Cu cât Soarele coboară mai mult sub orizont, cu atât cerul devine mai violet, iar când coboară cu patru sau cinci grade sub orizont, umbra capătă cele mai saturate tonuri. După aceea, cerul devine treptat roșu aprins (razele lui Buddha), iar din locul unde discul solar s-a apus, dungi de raze de lumină se întind în sus, treptat dispărând, după dispariția cărora în apropierea orizontului se poate vedea o bandă decolorată de culoare roșu închis.

După ce umbra Pământului umple treptat cerul, Centura lui Venus se risipește, pe cer apare silueta Lunii, apoi stelele - și se lasă noaptea (amurgul se termină când discul solar coboară șase grade sub orizont). Cu cât trece mai mult timp de la plecarea Soarelui sub linia orizontului, cu atât devine mai rece, iar dimineața, înainte de răsărit, se observă cea mai scăzută temperatură. Dar totul se schimbă când, după câteva ore, răsare Soarele roșu: discul solar apare în est, noaptea pleacă, iar suprafața pământului începe să se încălzească.

De ce soarele este roșu

Apusul și răsăritul Soarelui roșu din cele mai vechi timpuri au atras atenția omenirii și, prin urmare, oamenii au încercat să explice cu toate metodele disponibile de ce discul solar, fiind Culoarea galbena devine roșiatic pe linia orizontului. Prima încercare de a explica acest fenomen au fost legendele, urmate de prevestiri populare: oamenii erau siguri că apusul și răsăritul soarelui roșu nu au fost de bun augur.

De exemplu, erau convinși că, dacă cerul rămâne roșu mult timp după răsărit, ziua va fi insuportabil de caldă. Un alt semn spunea că, dacă înainte de răsărit, cerul din est este roșu, iar după răsărit această culoare dispare imediat - va ploua. Răsăritul Soarelui roșu promitea și vreme rea dacă, după apariția sa pe cer, a căpătat imediat o culoare galben deschis.

Răsăritul Soarelui roșu într-o astfel de interpretare ar putea cu greu să satisfacă mintea umană iscoditoare pentru o lungă perioadă de timp. Prin urmare, după descoperirea diferitelor legi fizice, inclusiv legea lui Rayleigh, s-a constatat că culoarea roșie a Soarelui se explică prin faptul că, având cea mai mare lungime de undă, se împrăștie mult mai puțin decât alte culori din atmosfera densă a Pământului. .

Prin urmare, atunci când Soarele este aproape de orizont, razele sale alunecă de-a lungul suprafeței pământului, unde aerul are nu numai cea mai mare densitate, ci și umiditate extrem de ridicată în acest moment, care întârzie și absoarbe razele. Drept urmare, doar razele de culori roșii și portocalii pot străbate atmosfera densă și umedă în primele minute ale răsăritului.

Răsărit și apus

Deși mulți cred că în emisfera nordică cel mai devreme apus are loc pe 21 decembrie, iar cel mai târziu pe 21 iunie, în realitate această opinie este eronată: zilele solstițiilor de iarnă și de vară sunt doar date care indică prezența celui mai scurt sau zi lungă intr-un an.

Interesant este că cu cât latitudinea este mai la nord, cu atât mai aproape de solstițiu vine cel mai recent apus de soare al anului. De exemplu, în 2014, la o latitudine situată la șaizeci și două de grade, a avut loc pe 23 iunie. Dar la a treizeci și cincia latitudine, ultimul apus al anului a avut loc șase zile mai târziu (cel mai devreme răsărit a fost înregistrat cu două săptămâni mai devreme, cu câteva zile înainte de 21 iunie).

Fără un calendar special la îndemână, este destul de dificil să se determine ora exactă a răsăritului și apusului. Acest lucru se datorează faptului că, în timp ce se rotește uniform în jurul axei sale și al Soarelui, Pământul se mișcă neuniform pe o orbită eliptică. Este de remarcat faptul că dacă planeta noastră s-ar mișca în jurul Soarelui, acest efect nu ar fi observat.

Omenirea a observat de mult timp astfel de abateri în timp și, prin urmare, de-a lungul istoriei sale, oamenii au încercat să clarifice singuri această problemă: structurile antice pe care le-au ridicat, care amintesc extrem de observatoare, au supraviețuit până în zilele noastre (de exemplu , Stonehenge în Anglia sau piramidele Maya din America).

În ultimele câteva secole, astronomii au creat calendare ale Lunii și Soarelui pentru a calcula ora răsăritului și apusului soarelui observând cerul. În zilele noastre, datorită rețelei virtuale, orice utilizator de internet poate calcula răsăritul și apusul soarelui folosind servicii online speciale - pentru aceasta, este suficient să indicați orașul sau coordonatele geografice (dacă zona dorită nu este pe hartă), precum și data cerută.

Interesant este că, cu ajutorul unor astfel de calendare, puteți afla adesea nu numai ora apusului sau a zorilor, ci și perioada dintre apusul amurgului și înainte de răsărit, durata zilei/nopții, ora la care Soarele va fi la apogeu și multe altele.