Почему небо голубое с точки зрения физики

  • категория: Образование и наука
  • написал: nadezhda
  • 1289
почему небо голубое с точки зрения физики

Открытию комбинационного рассеяния предшествовала долгая история, начавшаяся с очень, казалось бы, простого вопроса: почему небо голубое?
Каждый знает, что солнце является источником света днем, исходящего от небосвода. Но не каждый человек задумывался над тем, что звезда находится в одном определенном месте, а небо светится все целиком.
Трудность состоит в том, что лучи света, идущие от его источника — в нашем случае солнца, имеют прямолинейное распространение. Но раз так, то непонятно, почему, став спиной к солнцу, мы видим светлое, голубое небо. Казалось бы, небо должно быть черным и звезды должны быть видны днем. А солнце — ослепительно яркое — на своем месте.
Такая картина теперь перестала быть фантастической, первым ее увидел Ю. А. Гагарин. Если на пути солнечных лучей нет воздуха, нет атмосферы, то нет ни голубизны, ни всестороннего освещения.
В 1871 году английский физик Рэлей показал, что причина голубого неба состоит не в поглощении и отражении солнечного света, а в его рассеянии.
Известно, что мутная среда рассеивает свет. Туман снижает видимость. Но снижает ее не потому, что мельчайшие капельки воды, образующие его, поглощают свет (чистая вода, как нам известно, прозрачна), а потому, что луч, проходящий сквозь туман, рассеивается этими каплями — определенная часть света не проходит, а разбрасывается в стороны. Рассеяние света в мутной среде можно объяснить ее оптической неоднородностью. Туман — неоднородная среда, это взвесь в воздухе капель воды. При рассеянии возникает излучение в разных направлениях, отличных от направления падающего луча.
То, что крупные неоднородности — пылинки рассеивают свет, знали издавна.
Свет — это электромагнитные волны. Длины видимых световых волн лежат в пределах от 400 нанометров (нм) для фиолетового света до 760 нм для красного. Длины радиоволн гораздо больше — вплоть до километровых. Любые тела состоят из атомных ядер и электронов. В том числе и капельки воды в тумане. Если на электроны капельки падает электромагнитная волна, то они начин колебаться в такт с этой волной. Тем самым электроны становятся источниками новых световых волн, распространяющихся во все стороны. Возникает рассеянный свет.
Вот мы и дали ответ на вопрос: почему небо голубое, с точки зрения физики.
0 комментариев
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.