Длина волны солнечного света
Автор Дмитрий Решетников задал вопрос в разделе Дикая природа
Почему небо синее? и получил лучший ответ
Ответ от Пользователь удален[гуру]
В основном цвет неба определяется зависимостью рассеяния света на молекулах воздуха от длины волны ( в соответствии с рэлеевской моделью рассеяния). Электрическое поле падающего света возбуждает электроны в молекуле, которые в свою очередь излучают свет. В результате солнечный свет рассеивается. Свет с меньшей длиной волны (синяя область спектра) рассеивается сильнее, чем свет с большей длиной волны (красная область спектра). Поэтому, когда солнце близко к горизонту, небо над наблюдателем в основном голубое. Голубизна неба на расстоянии больше 90° от солнца слабее, так как небо здесь освещается светом, прошедшим большой путь в атмосфере и потерявшим синюю составляющую. Небо вблизи солнца на горизонте бывает красным или желтым, так как оно тоже освещается светом, потерявшим синюю составляющую при прохождении через атмосферу. Пыль, дым и т.д. усиливают рассеяние света; более того, в иных случаях рассеяние может совершенно иначе зависеть от длины волны. После больших извержений вулканов восходы и заходы солнца порой играют удивительными красками (солнце и луна могут даже стать синими). Конкретные оттенки цветов, наблюдаемые в конкретной ситуации, обусловлены комбинацией рэлеевского рассеяния с рассеянием света на твердых частицах.
Важную роль играют флуктуации плотности областей атмосферы с размером, много меньшем длины волны. Если бы такие области отсутствовали, то интерференция света, рассеянного равномерно расположенными молекулами, приводила бы к тому, что интенсивность рассеянного света для всех длин волн была бы отличной от нуля лишь в направлении распространения первоначального луча. Учет в молекулярном рассеянии флуктуации плотности приводит к такой же зависимости рассеяния от длины волны, как в случае мелких частиц, рассмотренном Рэлеем.
http://shkolazhizni.ru/archive/0/n-9319/
Если бы воздух был совсем прозрачным, то небо было бы чёрным: мы видели бы сквозь него чёрное космическое пространство, которое начинается как раз там, где кончается воздух. Но небо чёрным становится только ночью. Днём, когда светит солнце, оно голубое (конечно, если день ясный). Отчего же это?
Здесь самое время вспомнить стихотворение о рассеянном с улицы Бассейной. Помнишь, как "вместо шапки на ходу он надел сковороду" и "вместо валенок перчатки натянул себе на пятки"? Да, замечательное, очень весёлое стихотворение придумал Маршак. И в жизни тоже бывают рассеянные люди. Это случается, когда человек много отвлекается, делает одно, а думает при этом о чём-то другом. Но рассеянными бывают не только люди, рассеянными бывают и частицы. Например, фотоны.
Фотоны предпочитают двигаться по прямой. Наверняка тебе приходилось видеть прямые лучи света, падающие, например, из окна на пол комнаты. Но, наверняка, ты видел и то, как лучи света отклоняются от своего прямого пути. Именно поэтому ложка, опущенная в стакан с водой, кажется сломанной в том месте, где она входит в воду. Свет меняет своё направление, когда он попадает из воздуха в воду. Ложка кажется сломанной, хотя она совершенно целая. Это называется обман зрения. Многие фокусники в цирке пользуются хитро построенными обманами зрения для того, чтобы удивлять доверчивую публику.
Воздух - это газ, и он никогда не бывает везде совершенно одинаков. Молекулы воздуха носятся с разными скоростями в разные стороны, время от времени образуя небольшие сгустки или, наоборот, небольшие разрежения. Как будто бы в воздухе образуются комочки другого вещества. Это, конечно, совсем крошечные кусочки, но не все фотоны, летящие от Солнца, могут спокойно мимо них пролететь. Красные и оранжевые фотоны, эти электромагнитные волны с большой длиной, пролетают, не замечая таких небольших сгустков. А вот синие и голубые фотоны - это волны с маленькой длиной. Пролетая через такой сгусток, они как будто зацепляются за него и изменяют направление движения. Это и будут рассеянные фотоны.
ht tp://http://www.balazan.kz/kinders/pourquoi/detail.php?ID=1043
Источник: Фотоны отвлеклись от своего прямого движения к земле, отклонились в сторону. Они могут несколько или много раз случайно повернуть, проходя через воздух. И про каждый голубой фотон мы не можем сказать, с какой именно стороны он попадёт к нам в глаз. Так вот и получается, что весь свет приходит к нам со стороны солнца, а голубые и синие фотоны - сразу со всех сторон, со всего неба. Потому нам и кажется небо голубым.
??? Вобще набо не имеет цвета, оно просто кажется синим
на самом деле оно не синее, такой эффект происходит из-зи разложения и преломления солнечного света в слоях атмосферы
Почему днем мы не видим светящиеся звезды? Очевидно, днем звезды никто не выключает и свет от них также доходит до поверхности земли, как и ночью. И мы не видим света звезд по той причине, что он теряется на фоне более яркого (светлого) неба. Но небо не светит само по себе. По сути, свет, пришедший к наблюдателю от различных участков дневного неба, - это тот же солнечный свет. Земная атмосфера не излучает свет сама. Она рассеивает свет, пришедший от Солнца.
Дело в том, что солнечные лучи, поступая из космоса, под действием газов атмосферы начинают рассеиваться, причём происходит этот процесс по Закону рассеяния Релея. А закон гласит о том, что интенсивность рассеяния радиации зависит от обратной четвёртой степени дины волны, т. е. рассеиваются сильнее более короткая (сине-голубая) часть спектра. Именно по этой причине небосвод имеет сине-голубой цвет (если он не загорожен облаками) . При наклонном движении солнечного луча через атмосферу, когда Солнце находится низко над горизонтом (на закате или восходе) , длина луча до Вас при его прохождении через атмосферу увеличивается в десятки раз и поэтому на таком длинном пути луча через атмосферу почти вся коротковолновая (сине-голубая) часть спектра рассеивается и не доходит до поверхности Земли и остаётся "дошедшая до Вас" только длинноволновая, жёлто-красная часть спектра - именно такой цвет и приобретает небосвод, но только том месте, где Вы находитесь, наблюдая Закат или Восход. Кстати, свойство жёлто-красных лучей далеко проникать через атмосферу не рассеиваясь, используется людьми для сигналов опасности на всех видах транспорта (красный) чтобы он был дальше виден в условиях ухудшенной видимости, а жёлтые фары - используются для улучшения подсветки дороги при плохой видимости на дороге (так называемые "противотуманные" фары) .
А ночью, в тени Земли, освещение атмосферы солнечными лучами прекращается, рассеянная сине-голубая радиация от атмосферы отсутствует и атмосфера становится прозрачной и Вы видите "чёрный" космос (таким его видят и космонавты с орбиты над атмосферой) и звёзды, которые из за рассеянной атмосферной радиации не видны у поверхности Земли днём (но на высоте полёта более 15 км из за ослабления рассеянной радиации становятся видны и звёзды и Солнце одновременно и днём) . Всего Вам доброго. Свет, приходящий от Солнца, содержит лучи различной длины волны, что в зрительном восприятии соответствует различным цветам. Смесь лучей разного цвета и дает "белый" свет. Это мы знаем еще со времен опытов Ньютона, который с помощью стеклянной призмы разложил солнечный свет в спектр. Красный свет является более длинноволновым, синий - коротковолновый. Отношение длины волны красного света к длине волны синего (разные концы видимого спектра) составляет около 1,68.
Свет определенной длины волны представляет собой электромагнитную волну, которая может воздействовать на электрические заряды. Молекулы же воздуха (азот, кислород и др. ) можно рассматривать как системы электрических зарядов. Электрон внешней оболочки (отрицательный заряд) и остальная молекула (положительный ион) - эта система может рассматриваться как электрический диполь. Хотя такая система в существенных своих свойствах является квантовой, здесь, как и во многих подобных задачах, вполне срабатывают классические представления. Когда размеры диполя существенно меньше длины волны (в нашем случае это так) мощность излучения диполя обратно пропорциональна четвертой степени длины волны.
Падающая волна раскачивает диполь на своей частоте. Он забирает часть энергии падающей волны и переизлучает ее на той же частоте в произвольном направлении. Это и есть механизм рассеяния света на молекулах воздуха. Как сказано выше, интенсивность излучения обратно пропорциональна четвертой степени длины волны. Учитывая отношение длин волн для красного и синего концов спектра, получим, что синий свет рассеивается в 8 раз интенсивнее красного. Это преобладание синего (рассеянного) света мы и наблюдаем, глядя солнечным днем на небо.
Небо голубое из - за особого строения молекул. Раньше наши предки видили небо вообще фиолетовым. ))