2016/09/17

Почему небо голубое?

Photo by Harrion Raymond
Ты когда-нибудь задавался вопросом, почему небо голубое? И голубое ли оно на самом деле? В ясный солнечный день небо кажется светло-голубым. К вечеру во время заката оно озаряется различными оттенками красного, розового и оранжевого. Иногда небо кажется ярко-синим, а иногда белым, а ночью оно практически черное. Что заставляет небо менять цвет, и почему днем в хорошую погоду оно кажется голубым?

Чтобы разобраться в этом вопросе, необходимо понять, что такое небо и из чего оно состоит. Нашу планету окружает атмосфера. Она представляет собой смесь молекул газа и других частиц. В основном, атмосфера состоит из азота и кислорода. А еще в ней есть вода, соль, другие газы, частички пыли и прочие составляющие. Атмосфера постоянно меняется, в зависимости от погоды и других факторов. Где-то больше влаги, где-то есть пыль, где-то происходит извержение вулкана – все это влияет на состав атмосферы.
При этом разные слои атмосферы имеют разную плотность. Чем ближе к земной поверхности, тем ее плотность выше. Получается такой слоеный пирог. Это и есть наше небо.

Photo by Shashank Bhat
Конечно же, атмосфера не светится сама по себе и не имеет своего цвета. Она лишь пропускает свет от солнца и звезд сквозь себя. И как ты уже понял, свет должен пройти через все слои нашего пирога, прежде чем он доберется до поверхности земли. Мы уже говорили с тобой о том, как свет рассеивается и преломляется при переходе в другую среду и о том, что каждый цвет имеет определенную длину волны. Световые волны с наибольшей длинной проходят через атмосферу прямо и рассеиваются меньше. А большинство коротких волн рассеивается в воздухе сильнее. Так как синий цвет имеет более короткую волну, то он рассеивается больше, чем красный цвет. Днем, когда солнечные лучи падают вниз, синий цвет легко рассеивается, и все небо кажется нам голубым. Но если ты посмотришь на линию горизонта, то заметишь, что там небо более бледное, почти белое.

Photo by Tejvan Pettinger
А что же происходит во время заката и рассвета? Почему небо окрашивается в красные оттенки? Дело в том, что утром и вечером, когда солнце только встает или уходит за горизонт, солнечные лучи не падают прямо, а проходят по касательной к земной поверхности. Путь, проходимый светом, намного увеличивается, красный цвет становится видимым, и небо с облаками вблизи солнца окрашиваются в красные тона. Получается красивый розовый закат.

Итак, голубой цвет небо приобретает за счет рассеяния Рэлея – именно он доказал зависимость интенсивности рассеянного света от длины волны.

А почему космическое пространство черное? Поразмышляй на эту тему.