Чому небо на Землі блакитне, але іноді забарвлюється в інші кольори

Чому небо блакитне

Азот і кисень, якими ви зараз дихаєте, складаються з дуже маленьких частинок, які називаються молекулами. Кожна з них має розмір лише близько 0,4 нанометра. Щоб зрівнятися по ширині з одним лише пасмом вашого волосся, кажуть учені, знадобилося б 250 000 молекул азоту, виставлених в один ряд. Відповідь на головне питання криється у взаємодії цих крихітних частинок, пише 24 Канал.

Уявіть собі, що молекули поводяться як дуже крихітні м'ячики, які постійно підстрибують. Коли сонячне світло подорожує крізь атмосферу, воно проходить між безліччю цих крихітних молекул азоту та кисню. Іноді світло потрапляє прямо на одну з них. Небо виглядає блакитним, тому що синя частина спектра сонячного світла набагато частіше відбивається від молекул в атмосфері, ніж інші кольори світла.

Тепер уявіть молекули азоту та кисню у вигляді тенісних м'ячиків, а світло — у вигляді купки кульок. Коли одна з цих легких кульок влучає в азотний або кисневий тенісний м'ячик, тенісний м'ячик "з'їдає" кульку, а потім дуже швидко випльовує її назад, але вже у випадковому напрямку. Цей процес фізики називають розсіюванням.

Чому небо блакитне / Фото Unsplash

Близько 1870 року британський фізик Джон Вільям Стратт, більш відомий як лорд Релей, уперше знайшов пояснення, чому небо блакитне: Синє світло від Сонця найбільше розсіюється, коли воно проходить крізь атмосферу. Завдяки його відкриттю цей ефект отримав наукову назву "релеївське розсіювання".

Інші гази в атмосфері також можуть бути дуже важливими, наприклад, вплив вуглекислого газу або метану на глобальний клімат. Але вони мають дуже малий вплив на колір неба.

Якби не було розсіювання, небо було б темним, як на Місяці, який не має атмосфери.

Веселка представляє всі різні компоненти, з яких складається сонячне світло. Коли світло проходить крізь краплі води, що розпорошується в повітрі, воно розпадається на складові кольори, які називаються видимим спектром — червоний, помаранчевий, жовтий, зелений, синій, синій і фіолетовий.

Світло на синьому кінці веселки розсіюється більш ефективно, ніж інші кольори. Це наче тенісні м'ячики дуже перебірливі щодо того, які кульки вони їдять, і віддають перевагу синім, а не іншим кольорам. У результаті синє світло розсіюється по небу, тому в сонячні дні ви бачите синій колір скрізь. Решта кольорів здебільшого проникають крізь атмосферу.

Чому небо червоне та помаранчеве увечері та вранці

Релеєвське розсіювання також пояснює, чому небо має тенденцію змінювати колір, коли Сонце знаходиться близько до горизонту.

Чому небо може ставати червоним / Фото Unsplash

Коли наша зоря опускається до горизонту, її світло проходить через набагато товщий шар атмосфери, щоб досягти поверхні Землі, ніж коли вона знаходиться прямо над головою. Синє і зелене світло розсіюється так добре, що його майже не видно. Натомість небо забарвлене червоним і помаранчевим світлом, через різницю розсіювання.