Normalerweise trägt er Blau. Nachts wird es schwarz. Aber bei Sonnenuntergang färbt es sich immer leuchtend rot. Warum passiert das, aus welchem ​​Grund breitet sich der purpurrote Farbton über den Himmel aus? Vielleicht haben sich viele Menschen diese Frage schon oft gestellt und daher ist es sinnvoll, eine umfassende Antwort darauf zu geben.

Der Sonnenuntergang wird durch die Strahlen der untergehenden Sonne gefärbt, das ist für viele verständlich. Aber warum ist es rot und nicht orange oder eine andere Farbe?

Merkmale des Farbspektrums

Bevor das Sonnenlicht die Erdoberfläche erreicht, wo es von Menschen betrachtet werden kann, muss es die gesamte Lufthülle des Planeten durchdringen. Licht hat ein breites Spektrum, in dem die Grundfarben und Schattierungen des Regenbogens noch hervorstechen. Von diesem Spektrum hat Rot die längste Lichtwellenlänge, während Violett die kürzeste hat. Bei Sonnenuntergang färbt sich die Sonnenscheibe schnell rot und nähert sich dem Horizont.

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Dabei muss das Licht eine zunehmende Luftdicke überwinden und ein Teil der Wellen geht verloren. Zuerst verschwindet Lila, dann Blau, Cyan. Die längsten Wellen roter Farbe dringen bis zum letzten Moment bis zur Erdoberfläche vor, und daher weisen die Sonnenscheibe und der sie umgebende Halo bis zum letzten Moment rötliche Farbtöne auf.

Warum ist der Himmel tagsüber blau?


Lange Lichtwellen können tief in die Atmosphäre eindringen, da sie von Aerosolen und Suspensionen, die ständig in der Atmosphäre des Planeten zirkulieren, kaum absorbiert und nicht gestreut werden. Wenn der Stern näher am Zenit ist, entsteht eine andere Situation, die für die Blaufärbung des Himmels sorgt. Blau hat kürzere Wellenlängen als Rot und wird stärker absorbiert. Aber seine Streufähigkeit ist im Vergleich zu Rot viermal höher.

Wenn die Sonne ihren Zenit erreicht oder sich diesem nähert, ist der Himmel immer blau. Dies liegt an der Tatsache, dass die Luftschicht zwischen dem Planeten und dem Stern in diesem Moment klein ist und blaue, blaue Wellen frei passieren. Sie haben eine große Fähigkeit zu diffundieren und übertönen daher erfolgreich andere Farben und Schattierungen. Daher dominiert diese Farbe fast während der gesamten Tagesstunden den Himmel.

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Was ändert sich am Abend?


Näher am Sonnenuntergang rast die Sonne zum Horizont, je tiefer sie sinkt, desto schneller rückt der Abend näher. In solchen Momenten beginnt die Atmosphärenschicht, die das ursprüngliche Sonnenlicht von der Erdoberfläche trennt, aufgrund des Neigungswinkels stark anzusteigen. Irgendwann hört die Verdichtungsschicht auf, andere Lichtwellen als Rot durchzulassen, und in diesem Moment nimmt der Himmel diese Farbe an. Blau ist nicht mehr vorhanden, es wird beim Durchgang durch die Atmosphärenschichten absorbiert.

: Bei Sonnenuntergang durchlaufen Sonne und Himmel eine ganze Reihe von Farbtönen – während der eine oder andere von ihnen aufhört, durch die Atmosphäre zu wandern. Dasselbe lässt sich im Moment des Sonnenaufgangs beobachten; die Gründe für beide Phänomene sind die gleichen.

Was passiert, wenn die Sonne aufgeht?

Bei Sonnenaufgang durchlaufen die Sonnenstrahlen denselben Vorgang, jedoch in umgekehrter Reihenfolge. Das heißt, zunächst durchbrechen die ersten Strahlen in einem starken Winkel die Atmosphäre, nur das rote Spektrum erreicht die Oberfläche. Daher erscheint der Sonnenaufgang zunächst rot. Wenn dann die Sonne aufgeht und sich der Winkel ändert, beginnen Wellen anderer Farben durchzudringen – der Himmel wird orange und dann wird er zum üblichen Blau. Der Himmel ist mittags tiefblau und am Abend fängt er wieder an, sich lila zu färben. Auf einer von der Sonne entfernten Seite des Himmels ist ein blauschwarzer Farbton zu beobachten, aber je näher man dem untergehenden Stern kommt, desto mehr Rottöne sind in der Nähe des Horizonts zu sehen, bis die Sonne vollständig verschwindet.

Von Rot bis Violett, den Hauptfarben des Spektrums. Die für das Auge sichtbare Farbe wird durch die Wellenlänge des Lichts erklärt. Dementsprechend ergibt die rote Farbe das längste Licht und die violette Farbe das kürzeste.

Bei Sonnenuntergang kann eine Person beobachten, wie sich eine Scheibe schnell dem Horizont nähert. Gleichzeitig dringt Sonnenlicht durch eine zunehmende Dicke. Je länger die Wellenlänge des Lichts ist, desto weniger wird es von der Atmosphärenschicht und den darin vorhandenen Aerosolsuspensionen absorbiert. Um dieses Phänomen zu erklären, müssen wir die physikalischen Eigenschaften der Farben Blau und Rot, der üblichen Farbtöne des Himmels, berücksichtigen.

Wenn die Sonne im Zenit steht, kann ein Beobachter sagen, dass der Himmel blau ist. Dies liegt an den unterschiedlichen optischen Eigenschaften der blauen und roten Farben, nämlich ihrem Streu- und Absorptionsvermögen. Blaue Farbe wird stärker absorbiert als rote Farbe, aber ihre Fähigkeit, sich aufzulösen, ist viel höher (viermal) als die von roter Farbe. Das Verhältnis von Wellenlänge zu Lichtintensität ist ein bewährtes physikalisches Gesetz, das „Rayleighs Gesetz des blauen Himmels“ genannt wird.

Wenn die Sonne hoch steht, ist die Schicht aus Atmosphäre und Schwebstoffen, die den Himmel von den Augen des Beobachters trennt, relativ klein, die kurze Wellenlänge des blauen Lichts wird nicht vollständig absorbiert und die hohe Streufähigkeit „übertönt“ andere Farben. Deshalb erscheint der Himmel tagsüber blau.

Bei Sonnenuntergang beginnt die Sonne schnell in Richtung des wahren Horizonts zu sinken und die Atmosphärenschicht nimmt stark zu. Nach einer gewissen Zeit wird die Schicht so dicht, dass die blaue Farbe fast vollständig absorbiert wird und die rote Farbe aufgrund ihres hohen Absorptionswiderstands in den Vordergrund tritt.

So erscheinen dem menschlichen Auge bei Sonnenuntergang der Himmel und die Leuchte selbst in verschiedenen Rottönen, von Orange bis hin zu leuchtendem Scharlachrot. Es ist zu beachten, dass bei Sonnenaufgang aus den gleichen Gründen dasselbe beobachtet wird.

Es ist schön, in den strahlend blauen Himmel zu schauen oder den purpurroten Sonnenuntergang zu genießen. Viele Menschen genießen es, die Schönheit der Welt um sie herum zu bewundern, aber nicht jeder versteht die Natur dessen, was sie beobachten. Insbesondere fällt es ihnen schwer, die Frage zu beantworten, warum der Himmel blau und der Sonnenuntergang rot ist.

Die Sonne strahlt reinweißes Licht aus. Es scheint, dass der Himmel weiß sein sollte, aber er erscheint strahlend blau. Warum passiert das?

Wissenschaftler konnten die blaue Farbe des Himmels mehrere Jahrhunderte lang nicht erklären. Aus einem Schulphysikkurs geht hervor, dass alles, was weißes Licht ist, mit einem Prisma in seine Farbbestandteile zerlegt werden kann. Für sie gibt es sogar einen einfachen Satz: „Jeder Jäger möchte wissen, wo der Fasan sitzt.“ Die ersten Wörter dieses Satzes ermöglichen es Ihnen, sich an die Reihenfolge der Farben zu erinnern: Rot, Gelb, Grün, Blau, Indigo, Violett.

Wissenschaftler haben vermutet, dass die blaue Farbe des Himmels dadurch verursacht wird, dass die blaue Komponente des Sonnenspektrums am besten die Erdoberfläche erreicht, während andere Farben durch in der Atmosphäre verstreutes Ozon oder Staub absorbiert werden. Die Erklärungen waren durchaus interessant, wurden jedoch nicht durch Experimente und Berechnungen bestätigt.

Versuche, die blaue Farbe des Himmels zu erklären, wurden fortgesetzt, und 1899 stellte Lord Rayleigh eine Theorie vor, die diese Frage endlich beantwortete. Es stellte sich heraus, dass die blaue Farbe des Himmels durch die Eigenschaften von Luftmolekülen verursacht wird. Ein gewisser Anteil der von der Sonne kommenden Strahlen erreicht ungestört die Erdoberfläche, der Großteil wird jedoch von Luftmolekülen absorbiert. Durch die Absorption von Photonen werden Luftmoleküle aufgeladen (angeregt) und emittieren dann selbst Photonen. Aber diese Photonen haben eine andere Wellenlänge, und unter ihnen überwiegen Photonen, die Blau erzeugen. Deshalb sieht der Himmel blau aus: Je sonniger der Tag und je weniger bewölkt es ist, desto gesättigter wird diese blaue Farbe des Himmels.

Aber wenn der Himmel blau ist, warum wird er dann bei Sonnenuntergang purpurrot? Der Grund dafür ist ganz einfach. Der rote Anteil des Sonnenspektrums wird von Luftmolekülen viel schlechter absorbiert als andere Farben. Tagsüber treten die Sonnenstrahlen in einem Winkel in die Erdatmosphäre ein, der direkt vom Breitengrad abhängt, auf dem sich der Beobachter befindet. Am Äquator nähert sich dieser Winkel einem rechten Winkel, näher an den Polen nimmt er ab. Mit der Bewegung der Sonne nimmt die Luftschicht zu, die Lichtstrahlen durchqueren müssen, bevor sie das Auge des Betrachters erreichen – schließlich steht die Sonne nicht mehr über ihnen, sondern neigt sich dem Horizont zu. Eine dicke Luftschicht absorbiert die meisten Strahlen des Sonnenspektrums, rote Strahlen erreichen den Betrachter jedoch nahezu verlustfrei. Deshalb sieht der Sonnenuntergang rot aus.

Am 26. April 2012 erschienen seltsame grünliche Wolken am Himmel über Moskau. Ein unerklärliches Phänomen beunruhigte die Bewohner der Hauptstadt und erregte das russische Internet. Es wurde vermutet, dass es in einem der Unternehmen zu einem Unfall kam, der mit der Freisetzung schädlicher Chemikalien in die Atmosphäre einherging. Glücklicherweise wurden die Informationen nicht bestätigt.

Anweisungen

Der leitende Sanitätsarzt der Russischen Föderation, Gennadi Onischtschenko, sagte, dass es nach offiziellen Angaben in Chemiefabriken in der Region Moskau und den umliegenden Regionen keine Unfälle gegeben habe. Mittlerweile ging es den Menschen in einigen Gegenden Moskaus wirklich schlechter. Allergiker und Asthmatiker verstanden den Grund für dieses anomale Phänomen.

Nach einem langen Winter kam es Anfang April zu einer starken Erwärmung, die ein schnelles Abschmelzen der Schneedecke, ein frühes Ausblättern der Bäume und die gleichzeitige Blüte mehrerer Arten zur Folge hatte: Birke, Erle,

Trotz des wissenschaftlichen Fortschritts und des freien Zugangs zu vielen Informationsquellen ist es selten, dass ein Mensch die Frage, warum der Himmel blau ist, richtig beantworten kann.

Warum ist der Himmel tagsüber blau oder blau?

Weißes Licht – also das, was die Sonne aussendet – besteht aus sieben Teilen des Farbspektrums: Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Indigo und Violett. Der aus der Schule bekannte kleine Reim „Jeder Jäger will wissen, wo der Fasan sitzt“ bestimmt die Farben dieses Spektrums anhand der Anfangsbuchstaben jedes Wortes genau. Jede Farbe hat ihre eigene Lichtwellenlänge: Rot ist die längste und Violett die kürzeste.

Der uns bekannte Himmel (Atmosphäre) besteht aus festen Mikropartikeln, winzigen Wassertropfen und Gasmolekülen. Lange Zeit gab es mehrere falsche Annahmen, die erklären wollten, warum der Himmel blau ist:

  • die Atmosphäre, die aus winzigen Wasserpartikeln und Molekülen verschiedener Gase besteht, lässt die Strahlen des blauen Spektrums gut durch und lässt die Strahlen des roten Spektrums nicht die Erde berühren;
  • Kleine, in der Luft schwebende feste Partikel – etwa Staub – streuen die blauen und violetten Wellenlängen am wenigsten und erreichen daher im Gegensatz zu anderen Farben des Spektrums die Erdoberfläche.

Diese Hypothesen wurden von vielen berühmten Wissenschaftlern unterstützt, aber Untersuchungen des englischen Physikers John Rayleigh zeigten, dass feste Partikel nicht die Hauptursache für Lichtstreuung sind. Es sind die Gasmoleküle in der Atmosphäre, die Licht in Farbbestandteile zerlegen. Ein weißer Sonnenstrahl, der mit einem Gasteilchen am Himmel kollidiert, streut (streut) in verschiedene Richtungen.

Bei der Kollision mit einem Gasmolekül wird jede der sieben Farbkomponenten des weißen Lichts gestreut. Gleichzeitig wird Licht mit längeren Wellen (der rote Anteil des Spektrums, zu dem auch Orange und Gelb gehören) schlechter gestreut als Licht mit kurzen Wellen (der blaue Anteil des Spektrums). Aus diesem Grund verbleiben nach der Streuung achtmal mehr blaue Spektralfarben in der Luft als rote.

Obwohl Violett die kürzeste Wellenlänge hat, erscheint der Himmel aufgrund der Mischung aus violetten und grünen Wellen immer noch blau. Darüber hinaus nehmen unsere Augen die blaue Farbe besser wahr als die violette Farbe, sofern beide die gleiche Helligkeit haben. Es sind diese Tatsachen, die die Farbgebung des Himmels bestimmen: Die Atmosphäre ist buchstäblich mit Strahlen blau-blauer Farbe gefüllt.

Warum ist der Sonnenuntergang dann rot?

Allerdings ist der Himmel nicht immer blau. Es stellt sich natürlich die Frage: Wenn wir den ganzen Tag blauen Himmel sehen, warum ist der Sonnenuntergang dann rot? Wir haben oben herausgefunden, dass die rote Farbe von Gasmolekülen am wenigsten gestreut wird. Bei Sonnenuntergang nähert sich die Sonne dem Horizont und der Sonnenstrahl wird nicht senkrecht wie tagsüber, sondern schräg auf die Erdoberfläche gerichtet.

Daher ist der Weg, den es durch die Atmosphäre zurücklegt, viel länger als tagsüber, wenn die Sonne hoch steht. Aus diesem Grund wird das blau-blaue Spektrum in einer dicken Schicht der Atmosphäre absorbiert und erreicht die Erde nicht. Und längere Lichtwellen des rot-gelben Spektrums erreichen die Erdoberfläche und färben den Himmel und die Wolken in den für den Sonnenuntergang charakteristischen roten und gelben Farben.

Warum sind die Wolken weiß?

Kommen wir zum Thema Wolken. Warum sind weiße Wolken am blauen Himmel? Erinnern wir uns zunächst daran, wie sie gebildet werden. Feuchte Luft mit unsichtbarem Dampf, die an der Erdoberfläche erhitzt wird, steigt auf und dehnt sich aus, da der Luftdruck oben geringer ist. Wenn sich die Luft ausdehnt, kühlt sie ab. Wenn Wasserdampf eine bestimmte Temperatur erreicht, kondensiert er um atmosphärischen Staub und andere Schwebstoffe herum, was zu winzigen Wassertröpfchen führt, die zu einer Wolke verschmelzen.

Trotz ihrer relativ geringen Größe sind Wasserpartikel viel größer als Gasmoleküle. Und wenn die Sonnenstrahlen beim Auftreffen auf Luftmoleküle gestreut werden, wird beim Auftreffen auf Wassertröpfchen das Licht von ihnen reflektiert. In diesem Fall ändert der zunächst weiße Sonnenstrahl seine Farbe nicht und „färbt“ gleichzeitig die Moleküle der Wolken weiß.

Es scheint, dass in der Schule jeder fleißige und nicht so fleißige Schüler weiß, in welche Farben das Spektrum unterteilt ist und was jede Farbe ist. Doch egal wie fleißig ein Kind lernt, die wichtigsten Fragen, die seinen ruhelosen Geist seit früher Kindheit beschäftigen, werden ihm nie beantwortet: Warum ist der Himmel blau und warum ist der Sonnenuntergang rot?

Wenn Sie ein wenig in die Physik eintauchen, werden Sie feststellen, dass das rote Spektrum die größte Streuung aufweist. Damit die Lichter eines Objekts aus der Ferne sichtbar sind, werden sie daher rot gefärbt. Und doch, warum ist der Sonnenuntergang rot und nicht blau oder grün?

Versuchen wir, logisch zu denken. Wenn die Sonne direkt am Horizont steht, müssen ihre Strahlen eine viel größere Atmosphärenschicht überwinden als wenn die Sonne im Zenit steht. Aufgrund seiner geringen Streufähigkeit durchdringt die rote Farbe diese Schicht der Atmosphäre nahezu ungehindert und alle anderen Farben des Spektrums werden beim Durchgang durch die Dicke des Luftraums der Erde so stark gestreut, dass sie eigentlich gar nicht sichtbar sind. Deshalb ist der Sonnenuntergang rot!

Daraus können wir schließen, dass der Sonnenuntergang umso röter ist, je größer die Atmosphärenschicht zwischen der Sonne und unserem Auge ist. Damit der Sonnenuntergang rötlicher oder sogar purpurroter wird, muss man nur staubig werden und die Luft verschmutzen, dann werden andere Farben außer Rot noch stärker gestreut.



Jeder weiß, dass die Farbe der Sonne je nach Himmelspunkt, an dem wir sie beobachten, stark variieren kann.

Im Zenit ist es beispielsweise weiß, bei Sonnenuntergang rot und manchmal sogar purpurrot. Tatsächlich ist dies nur eine Erscheinung – nicht die Farbe unseres Sterns ändert sich, sondern seine Wahrnehmung durch das menschliche Auge. Warum passiert das?

Das Sonnenspektrum ist eine Kombination aus sieben Grundfarben – erinnern Sie sich an den Regenbogen und an das bekannte Sprichwort vom Jäger und Fasan, mit dessen Hilfe die Farbreihenfolge bestimmt wird: Rot, Gelb, Grün und so weiter bis Lila.

Aber in einer Atmosphäre, die mit einer Vielzahl verschiedener Arten von Aerosolsuspensionen (Wasserdampf, Staubpartikel) gefüllt ist, wird jede Farbe unterschiedlich gestreut. Beispielsweise streuen Violett und Blau am besten, während Rot schlechter streut. Dieses Phänomen wird Sonnendispersion genannt.

Der Grund dafür ist, dass Farbe im Wesentlichen eine elektromagnetische Welle einer bestimmten Länge ist. Dementsprechend haben unterschiedliche Wellen unterschiedliche Längen. Und das Auge nimmt sie abhängig von der Dicke der atmosphärischen Luft wahr, die es von der Lichtquelle, also der Sonne, trennt.

Im Zenit erscheint es weiß, da die Sonnenstrahlen im rechten Winkel auf die Erdoberfläche fallen (gemeint ist natürlich der Ort auf der Oberfläche, an dem sich der Beobachter befindet) und die Dicke der Luft die Brechung beeinflusst leicht, ist relativ klein. Für einen Weißen scheint es eine Kombination aller Farben gleichzeitig zu sein.

Der Himmel erscheint übrigens aufgrund der Lichtstreuung auch blau: Denn die Farben Blau, Violett und Cyan mit den kürzesten Wellenlängen werden in der Atmosphäre viel schneller gestreut als der Rest des Spektrums. Das heißt, indem atmosphärische Wasser- und Staubpartikel rote, gelbe und andere Strahlen mit längeren Wellen durchlassen, streuen sie blaue Strahlen, die dem Himmel seine Farbe verleihen.

Je weiter die Sonne ihre übliche tägliche Reise zurücklegt und zum Horizont hinabsteigt, desto dicker ist die atmosphärische Schicht, die die Sonnenstrahlen passieren müssen, und desto stärker werden sie gestreut. Am widerstandsfähigsten gegen Streuung ist Rot, da es die längste Wellenlänge hat. Daher wird es nur durch die Augen eines Beobachters wahrgenommen, der auf den untergehenden Körper blickt. Die übrigen Farben des Sonnenspektrums werden vollständig gestreut und von der Aerosolsuspension in der Atmosphäre absorbiert.

Dadurch besteht eine direkte Abhängigkeit der Streuung der Spektralstrahlen von der Dicke der atmosphärischen Luft und der Dichte der darin enthaltenen Suspension. Ein klarer Beweis dafür sind die weltweiten Emissionen von Substanzen, die dichter als Luft sind, beispielsweise Vulkanstaub, in die Atmosphäre.

So konnte man nach 1883, als der berühmte Ausbruch des Krakatau-Vulkans stattfand, lange Zeit an verschiedenen Orten auf dem Planeten rote Sonnenuntergänge von außergewöhnlicher Helligkeit sehen.