Партнеры
Вход в систему
Яндекс.Метрика
on-line
Сейчас на сайте 0 пользователей и 20 гостей.

Цвет заката.

451. Все мы мало обращаем внимания на закаты. Физики в основном склонны объяснять чудесное многообразие цветовых эффектов сумеречного неба рэлеевским рассеянием. А что вы думаете по этому поводу?
 При заходе солнца небо на западе вначале приобретает желтый или оранжевый оттенок. Далее, когда солнце становится огненно-красным, свечение западной части неба меняется от желто-оранжевого (над линией горизонта) до ярко-зеленого. Наконец (примерно до высоты 25° над горизонтом) небо окрашивается в розовый цвет − появляется «пурпурный луч», о котором мы будем говорить ниже. Особенно ярким небо в сумерки бывает вскоре после больших извержений вулканов. Чем обусловлено такое усиление цвета?


Ответ:
 В основном цвет неба определяется зависимостью рассеяния света на молекулах воздуха от длины волны (в соответствии с рэлеевской моделью рассеяния). Электрическое поле падающего света возбуждает электроны в молекуле, которые в свою очередь излучают свет. В результате солнечный свет рассеивается.
Свет с меньшей длиной волны (синяя область спектра) рассеивается сильнее, чем свет с большей длиной волны (красная область спектра). Поэтому, когда Солнце близко к горизонту, небо над наблюдателем в основном голубое.
 Важную роль играют флуктуации плотности областей атмосферы размером, много меньшим длины волны. Если бы такие области отсутствовали, то интерференция света, рассеянного равномерно расположенными молекулами, приводила бы к тому, что интенсивность рассеянного света для всех длин волн была бы отличной от нуля лишь в направлении распространения первоначального луча. Учет в молекулярном рассеянии флуктуации плотности приводит к такой же зависимости рассеяния от длины волны, как в случае мелких частиц, рассмотренном Рэлеем.
 Голубизна неба на расстоянии больше 90° от Солнца слабее, так как небо здесь освещается светом, прошедшим большой путь в атмосфере и потерявшим синюю составляющую. Небо вблизи Солнца на горизонте бывает красным или желтым, так как оно тоже освещается светом, потерявшим синюю составляющую при прохождении через атмосферу. Пыль, дым и т. д. усиливают рассеяние света; более того, в иных случаях (Когда размер частиц уже не мал по сравнению с длиной волны) рассеяние может совершенно иначе зависеть от длины волны. После больших извержений вулканов восходы и заходы Солнца порой играют удивительными красками (Солнце и Луна могут даже стать синими, см. задачу). Конкретные оттенки цветов, наблюдаемые в конкретной ситуации, обусловлены комбинацией рэлеевского рассеяния с рассеянием света на твердых частицах.


Смотрите еще