Більшість із нас ще в дитинстві замислювалися: чому небо вдень блакитне? Здавалося б, сонячне світло біле — тож логічно було б припустити, що й небо має бути такого ж кольору. Та насправді відповідь на це питання криється у фізиці світла та особливостях земної атмосфери.
Спробуємо розібратися, як саме біле світло Сонця перетворюється для нашого зору на ніжно-блакитне небо.
Як світло впливає на колір неба?
Чому сонячне світло — не просто біле?
Світло, яке випромінює Сонце, здається нам білим, але насправді воно складається з цілого спектру кольорів: від червоного до фіолетового. Якщо направити сонячний промінь через скляну призму, ми побачимо знайому всім веселку — доказ того, що біле світло включає в себе всі кольори.
Як атмосфера впливає на кольори?
Атмосфера Землі — це суміш газів (переважно азот і кисень), дрібних частинок, водяної пари та кристаликів льоду. Коли сонячні промені входять у цю атмосферу, частина з них розсіюється. Це розсіювання — і є причина того, чому ми бачимо небо не білим, а саме блакитним.
Чому небо саме блакитне, а не, скажімо, червоне?
Теорія Релея: ключ до розуміння
Ще у 1899 році англійський фізик лорд Джон Релей пояснив, що молекули газу в повітрі розсіюють короткохвильове світло — тобто сині та фіолетові промені — значно сильніше, ніж довгохвильове (червоне, жовте). Фізично це виглядає так: на кожен червоний квант світла, що розсіюється, припадає близько восьми блакитних.
Але чому ж ми не бачимо небо фіолетовим, якщо фіолетові хвилі ще коротші за сині? Причина в тому, що наші очі менш чутливі до фіолетового спектра. До того ж, частина фіолетових променів поглинається верхніми шарами атмосфери. Тому в підсумку ми сприймаємо небо як блакитне.
Що впливає на зміну кольору неба?
Іноді небо здається не блакитним, а червонуватим або помаранчевим — наприклад, під час сходу чи заходу Сонця. Це пояснюється тим, що світло в цей час проходить довший шлях через атмосферу, а короткі хвилі вже розсіяні. До нас доходять переважно червоні промені, і небо змінює свій колір.
Цікаві факти про розсіювання світла
- У космосі, де немає атмосфери, небо чорне навіть удень — бо нема чому розсіювати світло.
- Після дощу небо часто здається чистішим і яскравішим — це через зменшення кількості частинок пилу в повітрі.
- Аналогічне розсіювання можна спостерігати в лабораторіях, коли світло проходить крізь дим або штучний туман.
Ми бачимо небо блакитним тому, що атмосфера Землі розсіює сині промені сонячного світла сильніше, ніж інші кольори. Це розсіювання пояснює не лише колір денного неба, а й його зміну вранці та ввечері. Тож наступного разу, коли ви піднімете очі вгору, згадайте: блакитне небо — це результат складної, але захопливої взаємодії світла та повітря.
