1. Чому небо блакитне, а не зелене? Відповідь для чайників
Світло від Сонця або лампи виглядає білим, але насправді білий колір-це суміш всіх 7 існуючих кольорів: червоного, помаранчевого, жовтого, зеленого, блакитного, синього і фіолетового (рис. 1). Небо (атмосфера) наповнене повітрям. Повітря являє собою суміш з крихітних молекул газу і невеликих шматочків твердого матеріалу, такого як, наприклад, пил. Так як сонячне світло проходить крізь повітря, він стикається з частинками повітря. Коли промінь світла потрапляє на молекули газу, він може "відскочити" в іншому напрямку (розсіюватися). Деякі складові кольору білого світла, такі як червоний і помаранчевий, проходять від Сонця до нас в очі прямо, без розсіювання. Але більшість променів блакитного кольору «відскакує» від частинок повітря в усіх напрямках. Таким чином, все небо виявляється буквально пронизаним блакитними променями. Коли ви дивитеся вгору, частина цього блакитного світла досягає очі і ви відітеотовсюду над головою блакитне світло! Ось, власне, чому небо блакитне!
Рис 1. Дисперсія світла
Природно, все спрощено по максимуму, але нижче представлений параграф, де більш фундаментально описано властивість нашого з вами улюбленого неба над головою і причини, які пояснюють, чому все-таки колір неба саме блакитний. а не зелений!
2. Чому небо блакитне? Відповідь для просунутих
Давайте розглянемо більш детально природу світла і кольору. Колір, як всі знають, - це властивість світла, яке можуть сприймати і визначати наші очі і мозок. Світло від сонця - це велика кількість білих променів, які складаються з усіх 7 кольорів веселки. Світло має властивість дисперсії (рис. 1). Все освітлюється Сонцем, але деякі предмети відображають промені тільки одного кольору, наприклад, синього, а інші предмети - лише промені жовтого і тд. Таким чином людина визначає кольору. Отже, Сонце світить на Землю своїми білими променями, але її огортає атмосфера (товстий шар повітря), і коли цей білий (що складається з усіх кольорів) промінь проходить через атмосферу, саме повітря розсіює (поширює) всі 7 кольорових променів білого сонячного променя, але з більшою силою саме його синьо-блакитні промені (простіше кажучи, атмосфера буквально починає світитися блакитним кольором). Інші кольори навпростець потрапляють від Сонця до нас в очі (рис 2).
Чому саме блакитний колір піддається найбільшому розсіюванню в атмосфері? Це природне явище, і описується то фізичне законом Релея. Якщо пояснювати простіше, то існує формула, яку вивів Релей в 1871 році, і яка визначає, як залежить розсіювання світла (променя) від кольору цього променя (тобто від такого властивості променя, як його довжина хвилі). І так вже вийшло, що найменшу довжину хвилі і відповідно найбільшу розсіювання має саме небесно-блакитний колір.
Чому під час сходу і Заходу небо червоне? На заході або сході Сонце знаходиться низько над горизонтом, через що сонячні промені похило падають
Рис 3. Чому небо червоне на заході?
ють на Землю. Довжина променя, природно, багато разів збільшується (рис. 3), і тому на такому величезному відстані майже вся короткохвильова (синьо-блакитна) частину спектру розсіюється в атмосфері і не доходить до поверхні Землі. Доходить до нас тільки довгі хвилі, жовто-червоні. Якраз такий колір і набуває небо під час сходу сонця. Ось чому небо крім блакитного і синього буває і жовтим і червоним!
А зараз для повного розуміння всього вищесказаного кілька слів про те, що з себе представляє атмосфера.
Рис 3. Чому небо червоне на заході?
Що таке атмосфера (небесне склепіння)?
Атмосфера являє собою суміш молекул газу та інших матеріалів, які оточують Землю. В основному атмосфера складається з газів азоту (78%) і кисню (21%). Гази і вода (у вигляді пари, крапель і крижаних кристалів) є найбільш поширеними складовими частинами атмосфери. Є також невелика кількість інших газів, а також безліч дрібних твердих частинок, таких як пил, сажа, попіл, сіль з океанів і тд. Склад атмосфери змінюється в залежності від географічного положення, від погоди і багато чого іншого. Десь може бути більше води в повітрі після зливи або поруч з океаном, десь вулкани вивергають велику кількість частинок пилу високо в атмосферу.
Атмосфера більш щільна в своїй нижній частині, поруч із Землею. Вона з висотою поступово тоншає. Не існує різкого розриву між атмосферою і простором. Ось чому ми бачимо переливи блакитного і синього на небі, саме тому, що атмосфера на небі скрізь різна, має різну структуру і властивості.
