Почему небо голубое - очень трудно найти ответ на такой простой вопрос. Многие ученые ломали голову в поисках ответа. Лучше решения проблемы предложил около 100 лет назад английский физик лорд Джон Рэлей. Но начнем сначала. Солнце излучает ослепительное чистый белый свет.
Значит и цвет неба должен быть таким же, но оно все-таки голубое. Что же происходит с белым светом в земной атмосфере?
Белый свет - это смесь цветных лучей. С помощью призмы мы можем сделать радугу. Призма разлагает белый луч на цветные полосы: красную, оранжевую, желтую, зеленую, голубую, синюю и фиолетовую. Соединяясь вместе, эти лучи снова образуют белый свет. Можно предположить, что солнечный свет сначала расщепляется на цветные составляющие. Потом что-то происходит, и поверхности Земли достигают только голубые лучи.
Итак, почему же небо голубое? Есть несколько возможных объяснений. Воздух, окружающий Землю - это смесь газов: азота, кислорода, аргона и других. В атмосфере присутствуют еще водяной пар и кристаллики льда.
В верхних слоях атмосферы расположен слой озона. Возможно причина в этом? Некоторые ученые считали, что молекулы озона и воды поглощают лучи красного цвета и пропускают голубые. Но оказалось, что в атмосфере просто не хватит озона и воды, чтобы покрасить небо в голубой цвет.
В 1869 году англичанин Джон Тиндалл предположил, что пыль и другие частицы рассеивают свет. Синий свет рассеивается в меньшей степени и проходит слои таких частиц, достигая поверхности Земли. В своей лаборатории он создал модель смога и осветил ее ярким белым лучом. Смог превратился в глубокий синий цвет. Тиндалл решил, что если бы воздух был абсолютно чистым, то ничто бы не рассеивало свет, и мы могли бы любоваться ярким белым небом. Лорд Рэлей тоже поддерживал эту идею, но недолго. В 1899 году он опубликовал свое объяснение: сам воздух, а не пыль или дым, окрашивает небо в голубой цвет.
Так почему же небо голубое? Часть солнечных лучей проходит между молекулами газа, не сталкиваясь с ними, и без изменений достигает поверхности Земли. Другая, большая часть поглощается газовыми молекулами. При поглощении фотонов молекулы возбуждаются, то есть заряжаются энергией, а потом выпускают ее в виде опять-таки фотонов.
Эти вторичные фотоны имеют разную длину волны и могут быть любого цвета - от красного до фиолетового. Разлетаются они во всех направлениях: и к Земле, и к Солнцу, и в стороны. Лорд Рэлей предположил, что цвет исходного луча зависит от преобладания в луче квантов того или иного цвета. При столкновении молекулы газа с фотонами солнечных лучей на один вторичный квант красного цвета приходится восемь квантов синего.
Какой результат? Интенсивное голубой свет буквально льется на нас со всех сторон из миллиардов молекул газов атмосферы. К этому света примешаны фотоны других цветов, поэтому он не имеет чисто синего цвета, а имеет ярко голубой .
