От чего вообще может зависеть цвет неба? Многие ответят, что только лишь от преломления света средой, через которую он проходит. Мол при смене погодных условий меняются и параметры среды, что неизбежно меняет цвет, который мы видим. Но ответить нужно было бы иначе.
Оптическое явление, которое стало (основной) причиной этого, называется рэлеевским рассеянием. Именно оно приводит к покраснению неба. Кстати говоря, небо на закате тоже краснеет по этой же причине. Остальные оптические явления тоже наблюдаются, но оказывают минимальное влияние на процесс.
Рэлеевское рассеяние - это когерентное рассеяние света без изменения длины волны на частицах, неоднородностях или других объектах, когда частота рассеиваемого света существенно меньше собственной частоты рассеивающего объекта или системы. При этом размер частицы меньше длины волны рассеиваемого излучения. Меньше частота - больше длина волны. Вы ведь помните эту глобальную формулу связи. Больше длина волны - краснее свет.
Рэлеевское рассеяние приводит и к тому, что небо становится розовым или малиновым перед началом шторма с грозой, но это работает не так, как думает большинство людей.
Обычно грозовые тучи приближаются, толкая перед собой массу пыли и аэрозольных частиц. И это самое важное, что с физической точки зрения отличает процесс.
Эти частицы распределяют солнечный свет иначе, чем в ясных условиях, в сочетании с повышением влажности воздуха. Более длинные волны красного и розового цветов более успешно проходят через этот насыщенный частицами воздух, чем волны синего и фиолетового цветов.
Поскольку солнечный свет проходит через большую часть атмосферы, как это происходит на восходе или закате, это влияние становится действительно очевидным.
Штормы не всегда можно предсказать по розовому небу. В определенных областях явление обычно и правда предшествует им, но в других эта связь нарушается. Явление полностью зависит от состава частиц в конкретной атмосфере. Плотности и высоты облаков.
В прибрежных районах розовое небо появляется примерно в 60% случаев перед ураганом или грозой. Во внутренних районах - всего в 30% случаев.
Сама по себе природа этого рассеяния довольно занимательная. Есть классическое объяснение процесса и объяснение процесса через квантовые свойства частиц.
Вы ведь помните, что если свет попадает на объект, то никакие частички света не отскакивают обратно при отражении от поверхности? Вот и при встрече мелких частиц свет никуда не отпрыгивает.
Электромагнитная волна вынуждает колебаться электрон, и с ростом ускорения частицы увеличивается амплитуда волны, которую испускает электрон. В какой-то момент времени электромагнитное поле, окружающее электрон, не успевает колебаться с той же частотой, с которой колеблется электрон, и отрывается от него. Собственное поле электрона переходит в рассеянный свет. Это пропорционально исходным параметрам и в итоге генерируется красно-розовый свет.
С квантовой точки зрения рэлеевское рассеяние выглядит сложнее, хотя и описывается в стандартном ключе. Электрон атома, поглощает падающий на него квант света и переходит на новый уровень. Энергия падающего кванта недостаточна для того, чтобы электрон перешёл на следующий полноценный уровень, поэтому он переходит на так называемый виртуальный уровень, на котором электрон находится короткий промежуток времени. Дальше электрон возвращается на начальный энергетический уровень, а квант переизлучается с той же энергией, но в другом направлении.
При этом некоторая часть энергии поглотится, а проще всего "переиспускать" диапазон в красных тонах. Вот вам и красное или розовое небо перед грозой.
---
⚡ Обязательно подпишитесь на Telegram проекта и читайте эксклюзивные статьи! Обновления каждый день!
✅ Поддержать проект монеткой или задать вопрос, на который я точно отвечу, можно тут!
👉💖 Ставьте лайки материалу, подписывайтесь на проект!