Почему небо синее, а звёзды не видны днём? Разбираем два самых частых детских вопроса.
_______________________________________
Эти вопросы задавал каждый родитель, и каждый ребенок, заглядывая в бездонную голубую высь. Казалось бы, простое явление, а за ним скрываются фундаментальные законы физики, управляющие светом и зрением. Давайте разберемся по порядку.
Загадка голубого неба💠
Чтобы понять, почему небо синее, нам нужно представить, что свет — это не просто поток, а волна. Солнечный свет кажется нам белым, но на самом деле он содержит всю радугу цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый🌈. У каждого из этих цветов своя длина волны.
· Красный свет❤️-имеет самую длинную волну.
· Фиолетовый🟣 и синий свет 🔵— самые короткие волны.
А теперь главный герой нашей истории — земная атмосфера🌫️.
Она не пустое пространство, а заполнена мельчайшими частицами газа, пыли и капельками воды☔.
Когда солнечный свет проходит через атмосферу, он сталкивается с этими частицами. Коротковолновое излучение (синее и фиолетовое) рассеивается молекулами воздуха🌀во все стороны гораздо сильнее, чем длинноволновое (красное и желтое).
Этот процесс называется Рэлеевское рассеяние (в честь британского физика лорда Рэлея).
Простая аналогия: Представьте, что вы бросаете в толпу теннисные мячики (короткие волны) и большие надувные мячи для фитнеса (длинные волны). Мячики будут сталкиваться с людьми и отскакивать в разные стороны, создавая хаос. Большие мячи будут пролетать сквозь толпу почти прямо. Мячики — это синий свет, который «отскакивает» и рассеивается по всему небу.
В итоге, куда бы мы ни посмотрели на дневном небе, наш глаз ловит этот рассеянный синий свет🌄. Поэтому небо и кажется нам голубым.
Почему тогда не фиолетовое? Ведь фиолетовый свет имеет еще более короткую волну и рассеивается сильнее всего. Все дело в наших глазах:
1. Солнце🌞излучает немного меньше фиолетового света, чем синего.
2. Человеческий глаз гораздо чувствительнее к синему цвету, чем к фиолетовому🕵️♀️.
3. Часть фиолетового света поглощается высоко в атмосфере🗻.
Поэтому комбинация синего и небольшого количества фиолетового воспринимается нами как голубой или ярко-синий цвет.
Почему днем исчезают звезды?
Ответ на этот вопрос напрямую связан с первым. Звезды, включая наше Солнце, сияют на небе и днем, и ночью. Мы не видим их по одной простой причине: их затмевает невероятно яркий рассеянный свет нашей атмосферы💡.
Представьте, что вы пытаетесь разглядеть слабый свет карманного фонаря с расстояния в сто метров. А теперь представьте, что кто-то направил прямо вам в глаза мощный прожектор. Вы не увидите слабый фонарь — его свет «утонет» в ярком свете прожектора.
То же самое происходит и на небе:
· Солнце☀️ — это наш мощный прожектор.
· Атмосфера🌐 — это огромная линза или экран, который этот свет рассеивает, создавая равномерную голубую засветку по всему небу.
· Звезды🌟 — это те самые слабые фонарики. Их свет никуда не девается, но он слишком слаб, чтобы наши глаза или даже большинство телескопов могли различить его на фоне ярко-синего «прожектора» рассеянного солнечного света.
Интересный факт:
Луну🌕 мы видим днем, потому что она находится близко к нам и отражает достаточно солнечного света, чтобы быть ярче, чем голубая дымка неба. Яркие планеты, Венера («Утренняя звезда») или Юпитер, также иногда можно увидеть невооруженным глазом днем, если точно знать, куда смотреть.
Итог: два явления — одна причина
Оба этих, казалось бы, разных явления имеют общую причину — взаимодействие солнечного света с земной атмосферой.
1. Небо синее из-за рэлеевского рассеяния, которое заставляет короткие синие волны «распыляться» по всему небосводу.
2. Звезды🌌 не видны днем потому, что этот самый рассеянный свет создает настолько яркий фон, что тусклый свет далеких звезд меркнет на его фоне.
Как только Солнце скрывается за горизонтом, его прямой и рассеянный свет исчезает, «прожектор» выключается. И тогда нашему взору открывается истинная картина космоса — тысячи мерцающих звезд, которые были там все это время.
Благодарю за внимание! Надеюсь эта статья была для вас полезной.
M-da. О природе 🌿