Какого цвета заходящее солнце
Какой цвет приобретает Солнце в момент своего захода и восхода? Ответ поясните.
При прохождении сквозь атмосферу Земли луч света, идущий от Солнца, подвергается процессам рефракции (преломления), поглощения и рассеяния.
Рассеяние зависит от длины световой волны: синий (голубой) свет рассеивается сильнее, чем красный. В 1871 году Дж. Стретт (Рэлей) установил закон рассеяния: интенсивность рассеянного света прямо пропорциональна четвёртой степени частоты света, или, иначе говоря, обратно пропорциональна четвёртой степени длины световой волны. Чем больший путь проходит белый солнечный луч в рассеивающей среде, тем в большей степени рассеиваются лучи синей части спектра и тем более красным луч кажется наблюдателю на Земле.
Проходя через атмосферу Земли, луч не только рассеивается, но из-за преломления отклоняется от прямой линии по направлению к Земле. Это явление называется рефракцией. По мере приближения к поверхности Земли плотность атмосферы растёт, и лучи преломляются всё сильнее. В результате все небесные тела, за исключением тех, что находятся в зените, кажутся на небе выше, чем они есть на самом деле.
Видимое смещение (обозначено пунктиром) для истинных звезд S1 и S2. Наблюдатель находится в точке О.
В момент захода и восхода солнечные лучи, прежде чем попасть в глаз наблюдателю, проходят самый большой путь сквозь земную атмосферу. Чем больший путь проходит белый луч в рассеивающей среде, тем более красным он кажется на выходе.
Предложи свой вариант решения в комментариях 👇🏻
Источник
Какого цвета Солнце?
Кажется, сама постановка вопроса глупа: какого цвета Солнце? Опыт подсказывает нам, что Солнце желтого цвета. Утром и вечером, когда наше дневное светило находится не высоко над горизонтом и не слепит глаза, оно отчетливо желтое. Днем солнечные лучи, освещающие землю и асфальт, кроны деревьев и дома, — желтые! На фотографиях пейзажей Солнце желтое. Даже дети знают, что Солнце желтого цвета — просто послушайте, какого цвета карандаш они просят, чтобы нарисовать солнышко!
Но так ли это на самом деле? Не обманываем ли мы себя?
Если бы цвет Солнца действительно состоял только из желтого, что произошло бы с солнечными лучами после их прохождения через стеклянную призму? Они бы просто не разложились в спектр!
Но солнечные лучи всегда раскладываются на спектр — на фиолетовый, синий, голубой, зеленый, желтый, оранжевый и красный цвета! Это значит, что свет, приходящий к нам от Солнца, содержит все эти цвета, просто они перемешаны друг с другом А в сумме это дает… белый цвет!
А как выглядит наша звезда из космоса? На многочисленных фотографиях Земли, сделанных космонавтами и астронавтами с борта Международной космической станции, Солнце попадается довольно часто. Вы удивитесь: на всех этих фотографиях Солнце — белое.
На снимках, сделанных из космоса, Солнце белого цвета. Фото: NASA
Но не могут же наши глаза обманывать нас? Мы же каждый ясный день наблюдаем желтое Солнце!
Действительно, Солнце кажется нам желтым! Причина тому — земная атмосфера. Воздух рассеивает фотоны голубого, синего и фиолетового цвета сильнее, чем красные, оранжевые и желтые.
Когда Солнце находится низко над горизонтом, его лучи проходят через бо́льшую толщу атмосферы, чем в тот момент, когда оно располагается почти в зените. Здесь разница в цвете Солнца становится очевидна! Летом в полдень Солнце ослепительно яркое и почти белое, на него невозможно смотреть (более того, нельзя!). А вечером, на закате, может быть желтым, оранжевым или даже красным. Степень покраснения звезды зависит от условий в атмосфере, а также от количества пыли или дыма в воздухе, которые хорошо рассеивают весь свет, кроме красного.
На закате Солнце может быть отчетливо желтого цвета или даже красного. Но это не настоящий цвет нашей звезды, а искаженный земной атмосферой! Фото: Trine Christensen/Flickr.com
Итак, раз свет, который испускает Солнце, белый, то каких фотонов излучается больше — красных или, может быть, голубых? Или всех поровну?
Вы удивитесь, но Солнце излучает больше всего фотонов в зеленой области спектра! Но, смешиваясь с другими фотонами, зеленый цвет нашего светила растворяется в белом сиянии.
Источник
Какого цвета Солнце на самом деле?
Хотя Солнце часто кажется желтым и меняет цвет на восходе и закате, на самом деле оно белое. Рассеивание длины световых волн атмосферой Земли меняет внешний вид Солнца.
Какой настоящий цвет Солнце?
Возможно, вы не перестаете спрашивать себя, каков на самом деле цвет Солнца, и вы будете удивлены, узнав, что он белый. Мы можем объяснить тот факт, что Солнце выглядит желтым для нас из-за атмосферы Земли, которая рассеивает свет в коротковолновых синем и фиолетовом диапазонах. С другой стороны, атмосфера Земли не может с той же легкостью рассеивать длинные волны в желтом, оранжевом и красном диапазонах. Оставшиеся волны, которые не были рассеяны атмосферой — это то, что мы видим. В этом отношении, когда мы видим их невооруженным глазом, Солнце кажется нам желтым, но это заблуждение.
Восприятие против реальности
Если смотреть на Солнце через космическое пространство, то оно будет выглядеть блестяще белым. Это связано с тем, что при взгляде из космоса свет, испускаемый Солнцем, не рассеивается земной атмосферой.
Свет, излучаемый Солнцем, на самом деле белый, состоящий из всех возможных частот видимого света. Когда мы используем призму, солнечный свет может быть разбит на все цвета радуги: красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, голубой и фиолетовый. Каждый цвет радуги имеет разную длину волны, причем красный свет имеет наибольшую длину волны, а синий — наименьшую.
Атмосфера Земли также является причиной того, что в течение дня небо кажется голубым, а ночью черным. Если Солнце высоко в небе, более короткие волны, то есть синие, проходя через молекулы воздуха в верхних слоях атмосферы, отскакивают и рассеиваются, тем самым придавая небу характерный голубой вид между восходом и закатом.
Близость Солнца к горизонту Земли
Когда Солнце находится в непосредственной близости от горизонта Земли, большая часть синего света рассеивается земной атмосферой. Благодаря этому, Солнце приобретает красноватый вид при восходе и закате, окрашивая небо в красноватые или оранжевые цвета. Это связано с тем, что его коротковолновые цвета зеленого, синего и фиолетового диапазонов рассеиваются земной атмосферой. Мы привыкли, что цвет Солнца желтый, и даже астрономы укрепили это заблуждение в своих иллюстрациях, окрашивая Солнце в желтый цвет, который, по сути, является белым цветом.
Источник
Учебники
Журнал «Квант»
Общие
Содержание
Красный цвет заходящего солнца и голубой цвет дневного неба
Почему небо имеет голубой цвет? Почему заходящее солнце становится красным? Оказывается, в обоих случаях причина одна — рассеяние солнечного света в земной атмосфере.
Это было понято не сразу. Для объяснения голубизны небосвода выдвигались в свое время различные гипотезы. Пытались объяснить голубой цвет неба как результат смешивания в определенных пропорциях «света и тьмы». Предполагали, что частицы воздуха окрашены в голубой цвет. Допускали, что голубое свечение неба есть свечение люминесценции частиц воздуха, возникающее при облучении этих частиц солнечным светом. Сегодня все эти объяснения рассматриваются как несостоятельные. Их несостоятельность была доказана уже более ста лет тому назад, в 1869 г., когда Дж. Тиндаль выполнил свой знаменитый опыт. Этот опыт совсем нетрудно воспроизвести в школьном кабинете физики. Возьмем аквариум прямоугольной формы, наполним его водой и направим на стенку аквариума слабо расходящийся узкий пучок света от диапроектора. Чтобы пучок был достаточно узким, вставим в диапроектор на место слайда кусочек плотной черной бумаги с круглым отверстием в центре диаметром 2 — 3 мм. Опыт должен проводиться в затемненном помещении. Для усиления рассеяния светового пучка при его прохождении через аквариум добавим в воду немного молока и тщательно размешаем жидкость. Содержащиеся в молоке частички жира не растворяются в воде; они находятся во взвешенном состоянии и способствуют рассеянию света. Можно наблюдать голубоватый оттенок у рассеянного света. Свет же, прошедший сквозь аквариум, приобретает красноватый оттенок. Итак, если смотреть на световой пучок в аквариуме сбоку, он представляется голубоватым, а с выходного торца — красноватым. Это можно объяснить, если предположить, что синий свет рассеивается сильнее, чем красный; при прохождении белого светового пучка через рассеивающую среду из него рассеивается в основном «синий компонент», поэтому в выходящем из среды пучке начинает преобладать «красный компонент».
В 1871г. Дж.Стретт (Рэлей) именно так и объяснил результаты опытов Тиндаля. Он построил теорию рассеяния световых волн на частицах, размеры которых много меньше длины световой волны. Установленный Рэлеем закон утверждает: интенсивность рассеянного света пропорциональна четвертой степени частоты света или, иначе говоря, обратно пропорциональна четвертой степени длины световой волны.
Если применить закон Рэлея к рассеянию солнечного света в земной атмосфере, то нетрудно объяснить и голубой цвет дневного неба, и красный цвет солнца при восходе и закате. Поскольку интенсивнее рассеиваются световые волны с более высокими частотами, то, следовательно, спектр рассеянного света будет сдвинут в сторону более высоких частот, а спектр света, остающегося в пучке (после того как испытавший рассеяние свет покинул пучок), будет сдвинут, естественно, в обратную сторону — к более низким частотам. В первом случае белый цвет становится голубым, а во втором — красноватым. Глядя на дневное небо, наблюдатель воспринимает свет, рассеянный в атмосфере. Согласно закону Рэлея, спектр этого света сдвинут в сторону более высоких частот, отсюда голубой цвет неба. Глядя на солнце, наблюдатель воспринимает свет, прошедший через атмосферу без рассеяния: спектр этого света сдвинут к низким частотам. Чем ближе солнце к линии горизонта, тем более длинный путь проходят в атмосфере световые лучи, прежде чем попадут к наблюдателю, тем в большей мере сдвигается их спектр. В результате заходящее (восходящее) солнце мы видим в красных тонах. Вполне понятно также, почему нижняя часть заходящего солнечного диска выглядит более красной, нежели его верхняя часть.
Потому что цвет неба — это голубые брызги разноцветного солнечного луча.
Почему снег белый?
В городе снега почти не видно. Не успеет он покрыть тротуары и мостовую, как тут же появляются дворники со скребками и метлами, снегоуборочные машины со своими металлическими лапами. Машины ловко собирают снег, отправляют его на грузовик, глядишь — а снега уже нет, он вывезен куда-то, подальше от больших людных улиц. Если и залежится где-нибудь снежок, то очень скоро он потеряет свою безупречную белизну, почернеет от копоти и дыма.
То ли дело за городом, в лесу! Особенно после обильного снегопада. Да еще в ясный морозный денек. Идешь по тропинке, а еще лучше на лыжах среди деревьев. В лесу тихо. Только слышно, как скрипит снег под ногами — это ломаются хрупкие кристаллики-снежинки, да черный дятел в красной шапочке долбит ствол своим крепким клювом, добывает себе еду на обед. А вокруг лежит чистый снег, и ослепительная белизна его даже глаза режет.
Помню, как-то мне привелось ехать на санках по зимней дороге. Вокруг расстилались белые поля, вдоль дороги стояли запорошенные снегом кустарники и деревья. Белым-бело… Казалось, на свете нет другого цвета, кроме белого. И эту белизну я особенно почувствовала, когда вдруг впереди, справа от дороги, мелькнуло нечто ярко-красное. Словно на снег бросили громадный драгоценный камень — рубин; мне даже казалось, что это красное пятно сверкает! А была то просто нарядная птица наших зимних лесов — снегирь. Он прыгал, скакал, перепархивал с ветки на ветку; с веток, сверкая на солнце, осыпалась снежная пыль, и снегирь со своей красной грудкой тоже блестел, а снег вокруг был белый-белый, чистый, пушистый.
Снежная белизна. Белее ничего нет на свете. Недаром, когда хотят подчеркнуть безупречную чистоту белого цвета, его всегда сравнивают со снегом: белоснежный лебедь, белоснежные лепестки лилии, белоснежное платье.
В чем же секрет белизны снега?
Пожалуй, «виноват» тот же разноцветный солнечный луч.
Какого цвета лед? Никакого. Он бесцветный.
Потому что он пропускает через себя весь солнечный луч, целиком, и остается бесцветным. Таков закон природы. Если бы лед не пропускал, а поглощал луч солнца целиком, все его цвета, мы видели бы его черным. Но лед не задерживает, не поглощает и лишь частично отражает солнечные лучи. Потому-то он бесцветный и блестящий.
Каждая снежинка, каждая красивая звездочка в отдельности свободно пропускала бы через себя весь солнечный луч, как лед, и тоже была бы бесцветна. Но снежинки в беспорядке падают друг на друга, лежат рыхлой массой; все вместе они становятся непрозрачными и потому не могут пропустить через себя весь луч солнца. Они его целиком отражают нам в глаза. А ведь луч солнца, солнечный зайчик, — белый. И снег потому мы видим белым.
Но утром, в часы восхода, лучи солнца кажутся нам золотисто-розовыми и освещенный ими снег тоже становится золотисто-розовым. Он может быть и зеленым, и красным, если его освещают праздничные новогодние огоньки на елках, устроенных под открытым небом, в парке. Любой цвет, падающий на снег, целиком отражается беспорядочно лежащими снежинками.
Но на снег обычно падает солнечный свет. И снег потому ослепительно белый, что он отражает солнечный луч.
Почему трава зеленая?
Океан растений окружает нас, и все они зелены. Зелена трава, зелены листья деревьев и цветов. Даже слова «растения» и «зелень» в сущности обозначают одно и то же. «Здесь очень зелено», — говорят люди, когда видят много деревьев, кустарников, зеленой травы.
А почему растения зелены?
Знаменитый русский баснописец Крылов написал нравоучительную басню о корнях и листьях; он сравнивал листья с бездельниками, у которых только и есть за душой что красивый наряд. А вот корни — это скромные труженики. Во времена Крылова так и считалось, что главное в растении — это корни, они кормильцы. А листья? Какой в них прок! Разве что они красивы, но ведь это бесполезный наряд, не больше!
И вдруг все перевернулось! Оказалось, что в зеленом листе, как говорил замечательный русский ученый Климентий Аркадьевич Тимирязев, самая сущность растительной жизни, что растение — это прежде всего лист. Не было бы на земле зеленых листьев — не было бы жизни. Почему?
Вот это мы сейчас и должны понять. И то, что мы узнаем, имеет прямое отношение к солнечному лучу и к окраске листьев и травы.
Мы дышим. Воздух — это смесь разных газов. Для нас, людей, и для животных необходим кислород.
Без кислорода мы не прожили бы и трех минут, задохнулись бы.
Мы вдыхаем кислород и выдыхаем углекислый газ. Чем меньше в воздухе кислорода и чем больше углекислого газа, тем труднее дышать.
Горят дрова в топках; для того чтобы они горели, тоже нужен кислород.
Расход кислорода огромный: сколько людей на земном шаре, сколько животных требуют его каждую секунду. Тут никаких запасов не хватит!
А между тем состав воздуха не меняется, в нем остается достаточно кислорода для дыхания и всегда лишь сотые доли углекислого газа.
Но кто же пополняет воздух кислородом, кто очищает его от излишнего углекислого газа?
Зеленый лист! Он вбирает в свои клетки углекислый газ, а выделяет в воздух кислород.
Это ему нужно. А для чего?
Солнце — главный источник жизни. Луч солнца падает на лист. В клетках листа есть зеленое вещество, которое называется хлорофилл. И в зеленой части растения — в листе, в траве с помощью хлорофилла вырабатываются важнейшие питательные вещества, без которых не может обойтись ничто живое: ни человек, ни животное, ни само растение. Эти питательные вещества — крахмал, сахар, белок. Из них, главным образом, построено наше тело, тело животного и самих растений.
А вырабатывает их зеленый лист из углекислого газа, который берет из воздуха, и воды, которая всегда есть в клетках.
В зеленом листе, в его клетках, с хлорофиллом работает удивительная фабрика. Она бывает, что называется, «на ходу» только тогда, когда на нее падает свет. Упал на лист свет — и началась великая работа жизни. Нет света — и замирает фабрика зеленого листа.
Нигде больше во всем мире со всем его многообразием, нигде — только здесь, в зеленом листе, в зеленой части растения, вырабатываются важнейшие питательные вещества. Исчезни вдруг зеленый лист — и все на нашей планете Земля вымрет.
Мы, люди, получаем белок, крахмал, сахар и от самих растений, и от животных, которых мы едим и которые, в свою очередь, питаются растениями.
Корова летом щиплет траву, зимой жует сено. Мы пьем молоко коровы, едим творог, сметану, масло. Молоко потому главная пища малышей, что в нем есть все те вещества, которые необходимы для их здоровья, для их развития, роста.
Мы едим коровье мясо, а в нем тоже есть главные питательные вещества. Куры клюют зерно, а зерно — тоже растение, и мясо курицы построено из важнейших питательных веществ, и куриные яйца.
И главный наш кормилец — зеленый лист.
А почему же все-таки лист зелен, почему трава зеленая?
Все превращения происходят в зернах хлорофилла. А хлорофилл поглощает все цвета солнечного спектра, кроме зеленого, зеленый луч он отражает — и мы видим лист зеленым.
Вот почему трава зеленая. Вот почему лист зелен. Вот почему сама сущность растения — это лист. Зеленый лист, о котором долго и очень несправедливо думали, будто он лишь красивый, но бесполезный убор растения.
А оказалось, без этого «красивого убора» не было бы жизни на Земле!
Почему желтеют листья?
Итак, лист зелен потому, что зелен хлорофилл. Он придает листу такую окраску.
Ну, а почему осенью листья становятся желтыми, красными, фиолетовыми?
Хлорофилл легко разрушается. Но летом он быстро, легко восстанавливается, и листья остаются свежими, зелеными. Окраска листа не меняется, образование хлорофилла не отстает от его разрушения.
Но вот дни убывают. Света становится все меньше и меньше. Между тем зерна хлорофилла продолжают все так же быстро, как и летом, разрушаться, а новые образуются медленнее, их становится меньше, и лист бледнеет.
Но в клетках листа есть и другие красящие вещества — желтые; только летом буйная зелень хлорофилла их заглушает, и теперь, когда хлорофилл постепенно разрушается, они выступают ярче. Листья желтеют.
Они не только желтеют. Они становятся иной раз багряными и фиолетовыми. В листе теперь появляется еще одно красящее вещество, оно и придает ему такую окраску. Это вещество осенью захватывает все больше места в листе, потому что для его образования нужно, чтобы стало похолоднее и чтобы замирала жизнь растения. Все это и происходит в природе осенью.
Источник