عند غروب الشمس قد يتوهج الثلج باللون الأحمر. لماذا الشمس حمراء: الأساطير والعلامات. السماء سوداء والشمس بيضاء

من الجميل أن تنظر إلى السماء الزرقاء المبهرة أو تستمتع بغروب الشمس القرمزي. يستمتع الكثير من الناس بالإعجاب بجمال العالم من حولهم، لكن لا يفهم الجميع طبيعة ما يلاحظونه. وعلى وجه الخصوص، يصعب عليهم الإجابة على السؤال لماذا السماء زرقاء وغروب الشمس أحمر.

تنبعث من الشمس ضوء أبيض نقي. يبدو أن السماء يجب أن تكون بيضاء، لكنها تبدو زرقاء زاهية. لماذا يحدث هذا؟

لم يتمكن العلماء لعدة قرون من تفسير اللون الأزرق للسماء. من دورة الفيزياء المدرسية، يمكن تحليل كل شيء من الضوء الأبيض إلى الألوان المكونة له باستخدام المنشور. حتى أن هناك عبارة بسيطة بالنسبة لهم: "كل صياد يريد أن يعرف أين يجلس الدراج". تتيح لك الكلمات الأولية لهذه العبارة أن تتذكر ترتيب الألوان: الأحمر والأصفر والأخضر والأزرق والنيلي والبنفسجي.

ورجح العلماء أن اللون الأزرق للسماء يرجع إلى أن المكون الأزرق للطيف الشمسي يصل بشكل أفضل إلى سطح الأرض، بينما يتم امتصاص الألوان الأخرى بواسطة الأوزون أو الغبار المتناثر في الغلاف الجوي. وكانت التفسيرات مثيرة للاهتمام للغاية، ولكن لم يتم تأكيدها من خلال التجارب والحسابات.

استمرت المحاولات لتفسير اللون الأزرق للسماء، وفي عام 1899 طرح اللورد رايلي نظرية أجابت أخيرًا على هذا السؤال. اتضح أن اللون الأزرق للسماء ناتج عن خصائص جزيئات الهواء. تصل كمية معينة من الأشعة القادمة من الشمس إلى سطح الأرض دون تدخل، ولكن معظمها تمتصه جزيئات الهواء. ومن خلال امتصاص الفوتونات، تصبح جزيئات الهواء مشحونة (مثارة) ثم تنبعث منها الفوتونات نفسها. لكن هذه الفوتونات لها طول موجي مختلف، والفوتونات التي تنتج اللون الأزرق هي السائدة بينها. هذا هو السبب في أن السماء تبدو زرقاء: كلما كان اليوم مشمسًا وأقل غائمًا، كلما أصبح هذا اللون الأزرق للسماء أكثر تشبعًا.

ولكن إذا كانت السماء زرقاء، فلماذا تتحول إلى اللون القرمزي أثناء غروب الشمس؟ والسبب في ذلك بسيط جدا. يتم امتصاص المكون الأحمر من الطيف الشمسي بواسطة جزيئات الهواء بشكل أسوأ بكثير من الألوان الأخرى. خلال النهار، تدخل أشعة الشمس إلى الغلاف الجوي للأرض بزاوية تعتمد بشكل مباشر على خط العرض الذي يقع فيه الراصد. عند خط الاستواء ستكون هذه الزاوية قريبة من الزاوية القائمة، وأقرب إلى القطبين ستنخفض. مع تحرك الشمس، تزداد طبقة الهواء التي يجب أن تمر عبرها أشعة الضوء قبل أن تصل إلى عين الراصد. ففي نهاية المطاف، لم تعد الشمس في السماء، ولكنها تميل نحو الأفق. وتمتص طبقة سميكة من الهواء معظم أشعة الطيف الشمسي، لكن الأشعة الحمراء تصل إلى الراصد دون خسارة تقريبًا. ولهذا السبب يبدو غروب الشمس باللون الأحمر.

في 26 أبريل 2012، ظهرت سحب غريبة باللون الأخضر في سماء موسكو. ظاهرة لا يمكن تفسيرها أثارت قلق سكان العاصمة وأثارت قلق الإنترنت الروسي. أشير إلى وقوع حادث في إحدى الشركات رافقه إطلاق مواد كيميائية ضارة في الغلاف الجوي. ولحسن الحظ، لم يتم تأكيد المعلومات.

تعليمات

قال كبير أطباء الصحة في الاتحاد الروسي جينادي أونيشتشينكو، إنه وفقا للبيانات الرسمية، لم تقع حوادث في المصانع الكيماوية في منطقة موسكو والمناطق المجاورة. وفي الوقت نفسه، في بعض مناطق موسكو، كان الناس يشعرون بالسوء حقا. لقد فهم مرضى الحساسية ومرضى الربو سبب هذه الظاهرة الشاذة.

بعد شتاء طويل، في أوائل أبريل، كان هناك ارتفاع حاد في درجة الحرارة، مما تسبب في ذوبان الغطاء الثلجي السريع، وتساقط الأشجار مبكرًا وازدهار عدة أنواع في وقت واحد: البتولا، وجار الماء،

على الرغم من التقدم العلمي والوصول المجاني إلى العديد من مصادر المعلومات، فمن النادر أن يتمكن الشخص من الإجابة بشكل صحيح على سؤال لماذا السماء زرقاء.

لماذا السماء زرقاء أو زرقاء خلال النهار؟

ويتكون الضوء الأبيض - وهو ما تبعثه الشمس - من سبعة أجزاء من طيف الألوان: الأحمر، والبرتقالي، والأصفر، والأخضر، والأزرق، والنيلي، والبنفسجي. القافية الصغيرة المعروفة في المدرسة - "كل صياد يريد أن يعرف أين يجلس الدراج" - تحدد بدقة ألوان هذا الطيف من خلال الأحرف الأولى من كل كلمة. كل لون له طوله الموجي للضوء: الأحمر هو الأطول، والبنفسجي هو الأقصر.

تتكون السماء (الغلاف الجوي) المألوفة لدينا من جزيئات دقيقة صلبة وقطرات صغيرة من جزيئات الماء والغاز. لفترة طويلة، كانت هناك العديد من الافتراضات الخاطئة التي تحاول تفسير سبب لون السماء باللون الأزرق:

• الغلاف الجوي، الذي يتكون من جزيئات صغيرة من الماء وجزيئات الغازات المختلفة، يسمح لأشعة الطيف الأزرق بالمرور بشكل جيد ولا يسمح لأشعة الطيف الأحمر بلمس الأرض؛
• الجسيمات الصلبة الصغيرة - مثل الغبار - العالقة في الهواء هي الأقل تبعثرًا للأطوال الموجية الزرقاء والبنفسجية، ولهذا السبب فإنها تتمكن من الوصول إلى سطح الأرض، على عكس ألوان الطيف الأخرى.

وقد أيد العديد من العلماء المشهورين هذه الفرضيات، لكن الأبحاث التي أجراها عالم الفيزياء الإنجليزي جون رايلي أظهرت أن الجسيمات الصلبة ليست السبب الرئيسي لتشتت الضوء. إن جزيئات الغازات الموجودة في الغلاف الجوي هي التي تفصل الضوء إلى مكونات ملونة. شعاع أبيض من ضوء الشمس، يصطدم بجسيم غازي في السماء، وينثر (ينثر) في اتجاهات مختلفة.

وعندما يصطدم بجزيء غاز، فإن كل مكون من الألوان السبعة للضوء الأبيض يتناثر. وفي الوقت نفسه، فإن الضوء ذو الموجات الأطول (المكون الأحمر من الطيف، والذي يتضمن أيضًا البرتقالي والأصفر) يتشتت بشكل أقل من الضوء ذو الموجات القصيرة (المكون الأزرق من الطيف). ولهذا السبب، بعد التشتت، يبقى في الهواء ثمانية أضعاف ألوان الطيف الأزرق مقارنة باللون الأحمر.

على الرغم من أن اللون البنفسجي لديه أقصر طول موجي، إلا أن السماء لا تزال تبدو زرقاء بسبب خليط الموجات البنفسجي والأخضر. بالإضافة إلى ذلك، ترى أعيننا اللون الأزرق بشكل أفضل من اللون البنفسجي، بالنظر إلى نفس السطوع لكليهما. هذه الحقائق هي التي تحدد نظام ألوان السماء: الغلاف الجوي مليء حرفيًا بأشعة اللون الأزرق والأزرق.

لماذا إذن يكون لون غروب الشمس أحمر؟

ومع ذلك، السماء ليست دائما زرقاء. السؤال الذي يطرح نفسه بطبيعة الحال: إذا كنا نرى السماء زرقاء طوال اليوم، فلماذا يكون غروب الشمس أحمر؟ لقد اكتشفنا أعلاه أن اللون الأحمر هو الأقل تشتتاً بواسطة جزيئات الغاز. أثناء غروب الشمس، تقترب الشمس من الأفق ويتجه شعاع الشمس نحو سطح الأرض ليس بشكل عمودي، كما هو الحال في النهار، ولكن بزاوية.

ولذلك فإن المسار الذي يسلكه عبر الغلاف الجوي أطول بكثير مما يقطعه خلال النهار عندما تكون الشمس مرتفعة. ولهذا السبب، يتم امتصاص الطيف الأزرق والأزرق في طبقة سميكة من الغلاف الجوي، ولا يصل إلى الأرض. وتصل موجات الضوء الأطول من الطيف الأحمر والأصفر إلى سطح الأرض، وتلوين السماء والسحب باللونين الأحمر والأصفر المميزين لغروب الشمس.

لماذا الغيوم بيضاء؟

دعونا نتطرق إلى موضوع السحب. لماذا توجد سحب بيضاء في السماء الزرقاء؟ أولا، دعونا نتذكر كيف يتم تشكيلها. الهواء الرطب المحتوي على بخار غير مرئي، يسخن على سطح الأرض، يرتفع ويتمدد لأن ضغط الهواء أقل في الأعلى. ومع توسع الهواء، فإنه يبرد. عندما يصل بخار الماء إلى درجة حرارة معينة، فإنه يتكثف حول الغبار الجوي والمواد الصلبة العالقة الأخرى، مما يؤدي إلى تتجمع قطرات صغيرة من الماء لتشكل سحابة.

على الرغم من صغر حجمها نسبيًا، إلا أن جزيئات الماء أكبر بكثير من جزيئات الغاز. وإذا تفرقت أشعة الشمس عند التقاء جزيئات الهواء، فعند التقاء قطرات الماء ينعكس الضوء عنها. في هذه الحالة، فإن شعاع ضوء الشمس الأبيض في البداية لا يغير لونه وفي نفس الوقت "يلون" جزيئات السحب باللون الأبيض.

يبدو أن كل طالب مجتهد وغير مجتهد في المدرسة يعرف الألوان التي ينقسم إليها الطيف وما هو كل لون. ومع ذلك، بغض النظر عن مدى جدية دراسة الطفل، فلن يتم الرد على الأسئلة الرئيسية التي أزعجت عقله المضطرب منذ الطفولة المبكرة: لماذا السماء زرقاء ولماذا غروب الشمس أحمر؟

إذا تعمقت قليلاً في الفيزياء، فستجد أن الطيف الأحمر لديه أسوأ تشتت. ولهذا السبب، لكي تكون أضواء الجسم مرئية من بعيد، تكون حمراء. ومع ذلك، لماذا يكون لون غروب الشمس أحمر وليس أزرق أو أخضر؟

دعونا نحاول التفكير بشكل منطقي. عندما تكون الشمس مباشرة في الأفق، يجب أن تتغلب أشعتها على طبقة أكبر بكثير من الغلاف الجوي مما كانت عليه عندما تكون الشمس في ذروتها. ونظرًا لقابلية تشتته المنخفضة، يمر اللون الأحمر عبر هذه الطبقة من الغلاف الجوي دون عوائق تقريبًا، وتتناثر جميع ألوان الطيف الأخرى بقوة شديدة عند مرورها عبر سمك المجال الجوي للأرض لدرجة أنها في الواقع غير مرئية على الإطلاق. ولهذا السبب أصبح لون غروب الشمس أحمر!

ومن هذا يمكننا أن نستنتج أن غروب الشمس سيكون أكثر احمرارا كلما زادت طبقة الغلاف الجوي بين الشمس وأعيننا. أيضًا ، لكي يكون غروب الشمس أكثر احمرارًا ، أو حتى قرمزيًا ، ما عليك سوى أن تصبح غبارًا وتلوث الهواء ، ثم ستتناثر الألوان الأخرى إلى جانب اللون الأحمر بشكل أكبر.



يعلم الجميع أنه اعتمادا على النقطة السماوية التي نلاحظ فيها الشمس، يمكن أن يختلف لونها بشكل كبير.

على سبيل المثال، في ذروة اللون الأبيض، عند غروب الشمس - الأحمر، وأحيانا قرمزي. في الواقع، هذا مجرد مظهر - ليس لون نجمنا هو الذي يتغير، ولكن إدراكه بالعين البشرية. لماذا يحدث هذا؟

الطيف الشمسي عبارة عن مزيج من سبعة ألوان أساسية - تذكر قوس قزح والمقولة الشهيرة عن الصياد والدراج، والتي يتم من خلالها تحديد تسلسل الألوان: الأحمر والأصفر والأخضر وما إلى ذلك حتى اللون الأرجواني.

ولكن في جو مليء بمجموعة متنوعة من أنواع مختلفة من معلقات الهباء الجوي (بخار الماء، وجزيئات الغبار)، فإن كل لون ينتشر بشكل مختلف. على سبيل المثال، يتناثر اللون البنفسجي والأزرق بشكل أفضل، بينما ينتشر اللون الأحمر بشكل أسوأ. وتسمى هذه الظاهرة التشتت الشمسي.

والسبب هو أن اللون هو في الأساس موجة كهرومغناطيسية ذات طول معين. وبناء على ذلك، فإن الموجات المختلفة لها أطوال مختلفة. وتدركها العين بحسب كثافة الهواء الجوي الذي يفصلها عن مصدر الضوء وهو الشمس.

كونه في السمت يظهر باللون الأبيض لأن أشعة الشمس تسقط على سطح الأرض بزوايا قائمة (يقصد بالطبع المكان الموجود على السطح الذي يوجد فيه الراصد)، وسمك الهواء مما يؤثر على انكسار الضوء. الضوء، صغير نسبيا. بالنسبة لشخص أبيض، يبدو الأمر وكأنه مزيج من كل الألوان في وقت واحد.

بالمناسبة، تظهر السماء باللون الأزرق أيضًا بسبب تشتت الضوء: نظرًا لأن الألوان الأزرق والبنفسجي والسماوي، التي لها أقصر الأطوال الموجية، تنتشر في الغلاف الجوي بشكل أسرع بكثير من بقية الطيف. أي أنه من خلال نقل الأشعة الحمراء والصفراء وغيرها ذات موجات أطول، فإن جزيئات الماء والغبار الجوية تشتت الأشعة الزرقاء التي تعطي السماء لونها.

كلما قامت الشمس برحلتها اليومية المعتادة ونزلت نحو الأفق، كلما زادت سماكة طبقة الغلاف الجوي التي يجب أن تمر من خلالها أشعة الشمس، وكلما زاد تشتتها. الأكثر مقاومة للتشتت هو اللون الأحمر، لأنه يمتلك أطول طول موجي. لذلك، يتم إدراكه فقط من خلال عيون المراقب الذي ينظر إلى الجسم المحيط. أما الألوان المتبقية من الطيف الشمسي فهي متناثرة بالكامل ويتم امتصاصها بواسطة الهباء الجوي المعلق في الغلاف الجوي.

ونتيجة لذلك، هناك اعتماد مباشر لتشتت الأشعة الطيفية على سمك الهواء الجوي وكثافة التعليق الذي يحتوي عليه. ويمكن ملاحظة دليل واضح على ذلك في الانبعاثات العالمية لمواد أكثر كثافة من الهواء في الغلاف الجوي، على سبيل المثال الغبار البركاني.

لذلك، بعد عام 1883، عندما حدث ثوران بركان كراكاتوا الشهير، لفترة طويلة في أماكن مختلفة من الكوكب، كان من الممكن رؤية غروب الشمس الأحمر من سطوع غير عادي.