Чому небо блакитне: пояснення з точки зору фізики

Багато хто замислюється, чому небо блакитне, хоча відповідь на це питання давно дала наука. Щоб зрозуміти це явище, потрібно трохи заглибитися у фізику атмосфери та розсіювання світла. Цікаво, що те саме пояснення допомагає з’ясувати, чому вдень небо світле, а сонце на заході часто буває червоним.

Світло і атмосфера: що відбувається над нами

Світло, яке ми бачимо від Сонця, є білим, але насправді воно складається з багатьох кольорів — від фіолетового до червоного. Кожен із них має свою довжину хвилі. Фіолетовий — найкоротшу, червоний — найдовшу. Коли сонячні промені потрапляють в атмосферу Землі, вони взаємодіють з молекулами газів, пилом та іншими частинками. Саме тут починається процес, яке явище пояснює, чому небо має саме такий колір.

Яке явище пояснює блакитне небо

Фізика пояснює це явище як розсіювання Релея. Воно полягає в тому, що світло з коротшою довжиною хвилі (фіолетове й синє) розсіюється сильніше, ніж світло з довшою хвилею (жовте або червоне).

Хоча фіолетовий колір має ще коротшу хвилю, ніж блакитний, ми бачимо саме блакитне небо з кількох причин:

• Сонячне світло містить менше фіолетового спектру.
• Людське око менш чутливе до фіолетового.
• Частина фіолетового світла поглинається озоновим шаром.

У результаті найбільше розсіюється саме синє світло, тому небо здається блакитним.

Чому вдень небо яскравіше

Чому вдень небо блакитне і яскраве — пояснюється тією ж фізикою розсіювання. Коли Сонце високо, промені проходять меншу товщу атмосфери. Це означає:

• менше втрати світла;
• розсіювання відбувається майже без перешкод;
• більше синього світла досягає наших очей.

Саме тому вдень небо має насичений блакитний відтінок, особливо в безхмарну погоду.

Чому сонце на заході часто буває червоним

Ще одне поширене питання — чому сонце на заході часто буває червоним. Тут також працює фізика, але трохи інакше.

Коли Сонце заходить або сходить, його промені проходять через значно більшу товщу атмосфери. Це означає, що:

• більше синього та фіолетового світла розсіюється;
• до наших очей доходить переважно червоне та помаранчеве світло.

Ось чому на заході ми часто бачимо яскраве червоне або помаранчеве Сонце, а не жовте чи біле.

Читайте також: Як відбувся поділ Римської імперії на Західну і Східну

Вплив забруднення і погоди на колір неба

Фізика також пояснює, чому небо не завжди блакитне. Атмосферні умови впливають на розсіювання світла:

• Пил і дим можуть зробити небо сірим або молочним.
• Волога в повітрі посилює розсіювання, роблячи небо тьмянішим.
• Захмареність повністю змінює сприйняття кольору.

У містах з високим рівнем забруднення небо рідко виглядає яскраво-блакитним.

Чому небо чорне в космосі

У космосі ми не бачимо блакитного неба. Причина — відсутність атмосфери. Без газів і молекул, які розсіюють світло, не утворюється кольорового фону. Тому в космосі небо здається чорним, навіть якщо Сонце світить поруч.

Цікаві факти про блакитне небо

Ось кілька цікавих спостережень, що допоможуть краще зрозуміти тему:

• На Марсі небо має жовтувато-рожевий відтінок через пил в атмосфері.
• На висоті в горах небо здається темнішим блакитним через розріджене повітря.
• Під час вивержень вулканів небо може ставати фіолетовим або червонуватим.

Як пояснюють це дітям

Щоб зрозуміти, чому небо блакитне, навіть дитині можна уявити світловий промінь, що проходить через склянку з водою і молоком. Світло розсіюється, і його кольори змінюються. Цей простий експеримент добре демонструє суть розсіювання Релея.

Висновок

Отже, ми дізнались, чому небо блакитне, чому вдень воно яскравіше, а також чому сонце на заході часто буває червоним. Всі ці явища можна пояснити законами фізики, зокрема розсіюванням світла в атмосфері. Це наочний приклад того, як наука допомагає розуміти красу навколишнього світу. Спостерігаючи за небом, ми фактично щодня бачимо фізику в дії.