Почему небо голубое?

В принципе, такой вопрос задают только маленькие дети - взрослые зачастую воспринимают все так как есть.

Но что ответить ребенку? Не каждый знает почему небо голубое, а трава зеленая))). Поэтому давайте постараемся разобраться хотя бы с одним природным явлением.

И правда, почему небо голубое, если это тот же воздух, который мы видим вокруг себя, и которым мы дышим. Он бесцветный - а небо голубое?

И что же получилось? Оказывается, что ответ на данный вопрос очень сложный - многие великие ученые искали, экспериментировали и ломали себе головы в поисках объяснения и понимания небесного явления.

Но при этом чуть более 100 лет (1899) назад английский ученый - физик лорд Д. Рэлей предложил наилучшее объяснение данному явлению.

Для этого сначала необходимо определится со следующим моментом, солнце излучает и посылает на землю чистый белый свет. Что дает предположить, что и цвет неба должен быть белым, как свет. Что же происходит со светом в пути к Земле, что он становится другим, и мы видим голубое небо? Итак, белый свет - это пучок цветных лучей, то есть он состоит из 7 цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый. А, соединяя их вместе, мы получаем белый свет. Как же так, как распадается свет, и почему мы видим только голубой?

1-е предположение было таковым: воздух, который окружает Землю,— это смесь газов: кислорода, азота, аргона и т.д. В земной атмосфере присутствуют также кристаллики льда и водяной пар, а также в воздухе взвешены пыль и другие мелкие частицы. А в верхних слоях земной атмосферы находится слой озона. Поэтому некоторые ученые считали, что молекулы воды и озона поглощают красные лучи, и пропускают лучи голубого цвета. Но, по расчетам, получилось, что в земной атмосфере просто не хватит воды и озона, чтобы придать небу голубой цвет.

Англичанин Джон Тиндалл в 1869 году предположил, что пыль и другие частицы рассеивают свет. То есть, так как синий свет (луч) рассеивается в наименьшей степени, и, проходя слои различных частиц, достигает Земли и создает явление синего неба. В своей лаборатории ученый провел эксперимент: он создал модель смога и осветил ее очень ярким белым светом - смог окрасился в голубой цвет. Поэтому Джон Тиндалл предположил, что, если бы воздух нашей Земли был бы чистым, то мы имели бы яркое белое небо, так как ничто бы не рассеивало белый свет.

И лорд Рэлей тоже считал именно так, правда, недолго.  В 1899 году Д. Рэлей опубликовал свое объяснение: что именно воздух, а не дым, смог или пыль, окрашивает небо в голубой цвет.

Оказывается, что часть солнечных белых лучей проходит между газовыми молекулами, не вступая с ними в контакт, и без малейших изменений достигает поверхности нашей Земли. Другая же часть (при этом - большая часть) поглощается молекулами газа. При контакте фотонов молекулы заряжаются энергией и возбуждаются, а затем испускают энергию в виде все тех же фотонов. Данные вторичные фотоны могут быть любого цвета, так как имеют разную длину волны — от красного цвета до фиолетового. Рассеиваются они во всех направлениях: и к Солнцу, и в стороны, и к Земле.

Рэлей предположил, что цвет испускаемого луча зависит от преобладания в луче квантов того или иного цвета. При столкновении молекулы газа с фотонами солнечных лучей на 1 вторичный квант красного цвета приходится 8 квантов синего.

Вывод: интенсивный голубой свет буквально льется на нас со всех сторон из миллиардов газовых молекул атмосферы. К этому свету примешаны фотоны других цветов, поэтому он не имеет чисто-синего тона, то есть световой луч проходит через "фильтры" земной атмосферы и создает голубое небо.

Вот так просто можно ответить ребенку на вопрос: небо голубое потому, что белый свет солнца имеет разные цвета, и сквозь земную атмосферу пробивается только голубой.

Источник: i-fakt.ru