Dlaczego niebo jest niebieskie? Ponieważ ziemia ma atmosferę

Rozmontuj światło słoneczne

Światło słoneczne, które wydaje nam się białe, jest niejednolite. Składa się z mieszaniny fale elektromagnetyczne. Niektóre z nich mają częstotliwość oscylacji które siatkówka oka ludzkiego może odbierać. Uważa się, że fale takie należą do zakresu optycznego. Wszystkie fale promieniowania mają różne długości. Najmniejszy jest fioletowy (380 nanometrów), największa jest czerwona (720 nanometrów). Jeśli wszystkie fale promieniowania, rozłożone na spektrum, znów zostaną połączone - ponownie otrzyma białe światło. Ale dlaczego niebo nad naszymi głowami jest niebieskie, a nie białe?

Fala za falą

Powietrze, którym oddychamy, wydaje się nam przejrzyste. Gdyby to było prawdą, nie byłoby powietrza, a niebo nad nami było stale czarne, z jasnymi, nie mrugającymi gwiazdami. Ten obraz został zaobserwowany przez astronautów na Księżycu, którym brakuje atmosfery. A na Ziemi, gdzie niebo jest niebieskie, powietrze składa się z cząsteczek, które mają interesującą zdolność: pod wpływem fali elektromagnetycznej o pewnej długości, same zaczynają emitować te same fale. Tutaj tylko ich długość jest nieco inna.

Co za błękitny!

Kiedy białe światło słoneczne przechodzi przez cząsteczki powietrza, jest filtrowane przez widmo. Fale o niższej częstotliwości drgań (czerwone, pomarańczowe, żółte, zielone) nie wzbudzają emocji. Dzieje się tak, gdy spektrum promieniowania osiąga ciemnoniebieskie i niebieskie odcienie. Istnieje fizyczne zjawisko rozpraszania światła w powietrzu, i to z tą częstotliwością oscylacji, która jest postrzegana przez siatkówkę oka jako nasycony niebieski kolor. Dlaczego więc niebo jest niebieskie, a nie fioletowe, ponieważ częstotliwość oscylacji tej fali jest jeszcze większa? Faktem jest, że po pierwsze, udział fioletu w widmie jest niewielki, a po drugie, jest on rozpraszany już w górnej atmosferze. Widać to z kabiny statku kosmicznego podczas lotu suborbitalnego lub po wejściu na orbitę.

Od świtu do zmierzchu

Bardzo ważne pytanie, na które należy odpowiedzieć: "Dlaczego niebieskie niebo na dzień przed czerwoną i żółtą o wschodzie słońca znów stanie się takie samo o zachodzie słońca?" Odpowiedź jest prosta: rozproszyć promienie słoneczne w atmosferze wpływa na jej grubość. Kiedy Słońce znajduje się w zenicie, promienie z niego na powierzchnię Ziemi przechodzą najkrótszą ścieżkę. Kiedy Słońce pojawia się tylko z horyzontu wcześnie rano lub odmawia późnym wieczorem, jego promienie idą stycznie do obserwatora. Droga do siatkówki staje się znacznie dłuższa, a na tej ścieżce światło słoneczne jest "filtrowane" przez warstwę atmosfery na czerwone i żółte odcienie. Zwykle malowane jest niebieskie niebo. Jeżeli wschód lub zachód słońca są obserwowane na wybrzeżu morza lub oceanu, może być głównie pomarańczowy - z powodu powietrza nasyconego cząstkami soli, które również biorą udział w dyspersji.

A co z innymi ciałami niebieskimi?

Ale dlaczego niebo jest niebieskie, tj. tak samo jak na Ziemi, nie może być na przykład na Marsie czy Tytanie? Oczywiste jest, że kolor nieba nie zależy od składu atmosfery. A tutaj odpowiedź jest prosta. Cienka marsjańska atmosfera jest prawie stale zanieczyszczona pyłem żelaza wychodzącym z powierzchni, który głównie rozprasza światło słoneczne, pozostawiając jedynie odcienie czerwieni i pomarańczy. A kolor atmosfery jest największy Księżyc Saturna ze względu na obecność "smogu" z węglowodorów. Ponadto, gęsta atmosfera większości skąpych promieni słonecznych po prostu nie pada, a pomarańczowy mrok króluje na powierzchni Tytana.