Η μελέτη και εξήγηση του χρώματος του ουρανού έργου. Τρελές ιδέες. Γιατί λοιπόν ο ουρανός είναι μπλε

Γιατί ο ουρανός είναι μπλε; Είναι δύσκολο να βρεις απάντηση σε μια τόσο απλή ερώτηση. Πολλοί επιστήμονες έχουν προβληματιστεί σχετικά με την απάντηση. Η καλύτερη λύση στο πρόβλημα προτάθηκε πριν από περίπου 100 χρόνια από έναν Άγγλο φυσικό Λόρδος John Rayleigh.

Ο ήλιος εκπέμπει ένα εκθαμβωτικά καθαρό λευκό φως. Έτσι το χρώμα του ουρανού θα πρέπει να είναι το ίδιο, αλλά εξακολουθεί να είναι μπλε. Τι συμβαίνει με το λευκό φως στην ατμόσφαιρα της γης;

Το λευκό φως είναι ένα μείγμα από έγχρωμες ακτίνες. Με ένα πρίσμα, μπορούμε να φτιάξουμε ένα ουράνιο τόξο.

Το πρίσμα αποσυνθέτει τη λευκή δέσμη σε χρωματιστές λωρίδες:

■το κόκκινο

■πορτοκάλι

■ Κίτρινο

■ Πράσινο

■ Μπλε

■ Μωβ

Συνδυάζοντας μαζί, αυτές οι ακτίνες σχηματίζουν και πάλι λευκό φως. Μπορούμε να υποθέσουμε ότι το ηλιακό φως αρχικά χωρίζεται σε έγχρωμα συστατικά. Τότε κάτι συμβαίνει και μόνο μπλε ακτίνες φτάνουν στην επιφάνεια της Γης.

Γιατί λοιπόν ο ουρανός είναι μπλε;

Υπάρχουν πολλές πιθανές εξηγήσεις. Ο αέρας που περιβάλλει τη Γη είναι ένα μείγμα αερίων: άζωτο, οξυγόνο, αργό και άλλα. Η ατμόσφαιρα περιέχει επίσης υδρατμούς και παγοκρυστάλλους. Η σκόνη και άλλα πράγματα αιωρούνται στον αέρα μικρά σωματίδια. Το στρώμα του όζοντος βρίσκεται στην ανώτερη ατμόσφαιρα. Θα μπορούσε να είναι αυτός ο λόγος; Μερικοί επιστήμονες πίστευαν ότι τα μόρια του όζοντος και του νερού απορροφούν τις κόκκινες ακτίνες και μεταδίδουν τις μπλε. Αλλά αποδείχθηκε ότι απλά δεν υπήρχε αρκετό όζον και νερό στην ατμόσφαιρα για να χρωματίσει τον ουρανό μπλε.

Το 1869 ένας Άγγλος Τζον Τίνταλπρότεινε ότι η σκόνη και άλλα σωματίδια διασκορπίζουν το φως. Το μπλε φως είναι το λιγότερο διασκορπισμένο και περνά μέσα από στρώματα τέτοιων σωματιδίων για να φτάσει στην επιφάνεια της Γης. Στο εργαστήριό του, δημιούργησε ένα μοντέλο αιθαλομίχλης και το φώτισε με μια φωτεινή λευκή δέσμη. Η αιθαλομίχλη έγινε βαθύ μπλε. Ο Tyndall αποφάσισε ότι αν ο αέρας ήταν απολύτως καθαρός, τότε τίποτα δεν θα σκορπούσε το φως και θα μπορούσαμε να θαυμάσουμε τον λαμπερό λευκό ουρανό. Λόρδος Ρέιλιυποστήριξε επίσης αυτή την ιδέα, αλλά όχι για πολύ. Το 1899 δημοσίευσε την εξήγησή του:

Είναι ο αέρας, όχι η σκόνη ή ο καπνός, που χρωματίζει τον ουρανό μπλε.

Βασική θεωρία για το μπλε χρώμα του ουρανού

Μέρος των ακτίνων του ήλιου περνά ανάμεσα στα μόρια του αερίου χωρίς να συγκρούεται με αυτά και φτάνει αμετάβλητο στην επιφάνεια της Γης. Το άλλο, το μεγαλύτερο μέρος, απορροφάται από μόρια αερίου. Όταν τα φωτόνια απορροφώνται, τα μόρια διεγείρονται, δηλαδή φορτίζονται με ενέργεια και μετά την εκπέμπουν με τη μορφή και πάλι φωτονίων. Αυτά τα δευτερεύοντα φωτόνια έχουν διαφορετικά μήκη κύματος και μπορεί να είναι οποιοδήποτε χρώμα από κόκκινο έως μοβ. Σκορπίζονται προς όλες τις κατευθύνσεις: στη Γη, στον Ήλιο και στα πλάγια. Ο Λόρδος Rayleigh πρότεινε ότι το χρώμα της εκπεμπόμενης δέσμης εξαρτάται από την επικράτηση των κβάντων του ενός ή του άλλου χρώματος στη δέσμη. Όταν ένα μόριο αερίου συγκρούεται με ηλιακά φωτόνια, υπάρχουν οκτώ μπλε κβάντα για ένα δευτερεύον κόκκινο κβάντο.

Ποιο είναι το αποτέλεσμα? Έντονο μπλε φως κυριολεκτικά χύνεται πάνω μας από όλες τις κατευθύνσεις από δισεκατομμύρια μόρια ατμοσφαιρικού αερίου. Αυτό το φως έχει φωτόνια άλλων χρωμάτων αναμεμειγμένα, επομένως δεν έχει μια καθαρή μπλε απόχρωση.

Γιατί τότε το ηλιοβασίλεμα είναι κόκκινο;

Ωστόσο, ο ουρανός δεν είναι πάντα μπλε. Φυσικά προκύπτει το ερώτημα: αν βλέπουμε γαλάζιους ουρανούς όλη την ημέρα, γιατί το ηλιοβασίλεμα είναι κόκκινο; Το κόκκινο διαχέεται λιγότερο από τα μόρια του αερίου. Κατά τη δύση του ηλίου, ο Ήλιος πλησιάζει τον ορίζοντα και η ηλιαχτίδα κατευθύνεται προς την επιφάνεια της Γης όχι κατακόρυφα, όπως κατά τη διάρκεια της ημέρας, αλλά υπό γωνία.

Επομένως, η διαδρομή που διανύει μέσα από την ατμόσφαιρα είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή που διανύει κατά τη διάρκεια της ημέρας όταν ο Ήλιος είναι ψηλά. Εξαιτίας αυτού, το μπλε-μπλε φάσμα απορροφάται σε ένα παχύ στρώμα της ατμόσφαιρας, χωρίς να φτάνει στη Γη. Και μακρύτερα φωτεινά κύματα του κόκκινου-κίτρινου φάσματος φτάνουν στην επιφάνεια της Γης, χρωματίζοντας τον ουρανό και τα σύννεφα με τα κόκκινα και κίτρινα χρώματα που είναι χαρακτηριστικά του ηλιοβασιλέματος.

επιστημονική εξήγηση

Παραπάνω έχουμε δώσει ένα συγκριτικό απλή γλώσσα. Παρακάτω θα παραθέσουμε το σκεπτικό χρησιμοποιώντας επιστημονικούς όρους και τύπους.

Απόσπασμα από το Wiki:

Ο ουρανός φαίνεται μπλε επειδή ο αέρας διασκορπίζει το φως μικρού μήκους κύματος περισσότερο από το φως μεγάλου μήκους κύματος. Η ένταση της σκέδασης Rayleigh, λόγω των διακυμάνσεων στον αριθμό των μορίων αερίου αέρα σε όγκους ανάλογους με τα μήκη κύματος του φωτός, είναι ανάλογη με το 1 / λ 4, το λ είναι το μήκος κύματος, δηλαδή το ιώδες τμήμα του ορατού φάσματος είναι διάσπαρτο περίπου 16 φορές πιο έντονο από το κόκκινο. Δεδομένου ότι το μπλε φως έχει μικρότερο μήκος κύματος, στο τέλος του ορατού φάσματος, διασκορπίζεται περισσότερο στην ατμόσφαιρα από το κόκκινο. Εξαιτίας αυτού, το μέρος του ουρανού έξω από την κατεύθυνση του Ήλιου έχει μπλε χρώμα (αλλά όχι ιώδες, καθώς το ηλιακό φάσμα είναι ανομοιόμορφο και η ένταση του ιώδους χρώματος σε αυτό είναι μικρότερη, καθώς και λόγω της μικρότερης ευαισθησίας του το μάτι στο βιολετί και περισσότερο στο μπλε, που ερεθίζει όχι μόνο τους ευαίσθητους μπλε χρώμακώνοι στον αμφιβληστροειδή, αλλά και ευαίσθητοι στο κόκκινο και πράσινο φως).

Κατά τη διάρκεια του ηλιοβασιλέματος και της αυγής, το φως ταξιδεύει εφαπτομενικά στην επιφάνεια της γης, έτσι ώστε η διαδρομή που διανύει το φως στην ατμόσφαιρα να γίνεται πολύ μεγαλύτερη από ό,τι κατά τη διάρκεια της ημέρας. Εξαιτίας αυτού, το μεγαλύτερο μέρος του μπλε και ακόμη και του πράσινου φωτός διασκορπίζεται από το άμεσο ηλιακό φως, έτσι το άμεσο φως του ήλιου, καθώς και τα σύννεφα που φωτίζει και ο ουρανός κοντά στον ορίζοντα, γίνονται κόκκινο.

Πιθανώς, με διαφορετική σύνθεση της ατμόσφαιρας, για παράδειγμα, σε άλλους πλανήτες, το χρώμα του ουρανού, συμπεριλαμβανομένου του ηλιοβασιλέματος, μπορεί να είναι διαφορετικό. Για παράδειγμα, το χρώμα του ουρανού στον Άρη είναι κοκκινωπό-ροζ.

Η σκέδαση και η απορρόφηση είναι οι κύριες αιτίες της εξασθένησης της έντασης του φωτός στην ατμόσφαιρα. Η σκέδαση ποικίλλει ως συνάρτηση του λόγου της διαμέτρου του σωματιδίου σκέδασης προς το μήκος κύματος του φωτός. Όταν αυτή η αναλογία είναι μικρότερη από 1/10, εμφανίζεται σκέδαση Rayleigh, στην οποία ο συντελεστής σκέδασης είναι ανάλογος του 1/λ 4 . Σε μεγαλύτερες τιμές του λόγου του μεγέθους των σωματιδίων σκέδασης προς το μήκος κύματος, ο νόμος σκέδασης αλλάζει σύμφωνα με την εξίσωση Gustave Mie. όταν αυτή η αναλογία είναι μεγαλύτερη από 10, οι νόμοι της γεωμετρικής οπτικής ισχύουν με επαρκή ακρίβεια για εξάσκηση.

Η συνάφεια του θέματός μου έγκειται στο γεγονός ότι θα είναι ενδιαφέρον και χρήσιμο για τους ακροατές επειδή τόσοι πολλοί άνθρωποι κοιτάζουν τον καταγάλανο ουρανό, τον θαυμάζουν και λίγοι γνωρίζουν γιατί είναι τόσο μπλε, τι του δίνει τέτοιο χρώμα.

Κατεβάστε:

Προεπισκόπηση:

Εισαγωγή. Με. 3
Κύριο μέρος. Με. 4-6

Προτάσεις από τους συμμαθητές μου

Οι εικασίες των αρχαίων επιστημόνων
Σύγχρονη άποψη
διαφορετικά χρώματα του ουρανού
Συμπέρασμα.

Συμπέρασμα. Με. 7
Βιβλιογραφία. Με. οκτώ

1. Εισαγωγή.

Μου αρέσει όταν ο καιρός είναι καθαρός και ηλιόλουστος, ο ουρανός είναι χωρίς ούτε ένα σύννεφο και το χρώμα του ουρανού είναι μπλε. «Αναρωτιέμαι», σκέφτηκα, «γιατί ο ουρανός είναι μπλε;»

Θέμα έρευνας:Γιατί ο ουρανός είναι μπλε;

Σκοπός έρευνας:μάθετε γιατί ο ουρανός είναι μπλε;

Στόχοι της έρευνας:

Μάθετε τις υποθέσεις των αρχαίων επιστημόνων.

Μάθετε τη σύγχρονη επιστημονική άποψη.

Παρακολουθήστε το χρώμα του ουρανού.

Αντικείμενο μελέτης- λογοτεχνία λαϊκής επιστήμης.

Αντικείμενο μελέτης- μπλε χρώμα του ουρανού.

Ερευνητικές υποθέσεις:

Ας υποθέσουμε ότι τα σύννεφα είναι φτιαγμένα από υδρατμούς και το νερό είναι μπλε.

Ή ο ήλιος έχει ακτίνες που βάφουν τον ουρανό με τέτοιο χρώμα.

ΣΧΕΔΙΟ ΜΕΛΕΤΗΣ:

Δείτε εγκυκλοπαίδειες.
Βρείτε πληροφορίες στο Διαδίκτυο.
Θυμηθείτε τα θέματα που μελετήθηκαν σε όλο τον κόσμο.
Ρωτήστε τη μαμά?
Πάρτε τη γνώμη των συμμαθητών.

2. Το κύριο μέρος.

Προτάσεις από τους συμμαθητές μου.

Αναρωτήθηκα τι θα απαντούσαν οι συμμαθητές μου στην ερώτηση: γιατί ο ουρανός είναι μπλε; Ίσως η γνώμη κάποιου να συμπέσει με τη δική μου ή ίσως να είναι εντελώς διαφορετική.

Συνεντεύξεις πήραν 24 μαθητές της Γ' τάξης του σχολείου μας. Η ανάλυση των απαντήσεων έδειξε:

8 μαθητές πρότειναν ότι ο ουρανός είναι μπλε λόγω του νερού που εξατμίζεται από τη Γη.

4 μαθητές απάντησαν ότι το μπλε χρώμα ηρεμεί.

4 μαθητές πιστεύουν ότι το χρώμα του ουρανού επηρεάζεται από την ατμόσφαιρα και τον ήλιο.

3 μαθητές πιστεύουν ότι ο χώρος είναι σκοτεινός και η ατμόσφαιρα είναι λευκή, με αποτέλεσμα ένα μπλε χρώμα.

2 μαθητές πιστεύουν ότι μια ακτίνα του ήλιου διαθλάται στην ατμόσφαιρα και σχηματίζεται ένα μπλε χρώμα.

2 μαθητές πρότειναν αυτή την επιλογή - το μπλε χρώμα του ουρανού - επειδή κάνει κρύο.

1 μαθητής - έτσι λειτουργεί στη φύση.

Είναι περίεργο ότι μια από τις υποθέσεις μου συμπίπτει με την πιο κοινή γνώμη των τύπων - τα σύννεφα είναι κατασκευασμένα από υδρατμούς και το νερό είναι μπλε.

εικασίες των αρχαίων επιστημόνων.

Όταν άρχισα να αναζητώ την απάντηση στην ερώτησή μου στη βιβλιογραφία, ανακάλυψα ότι πολλοί επιστήμονες ταράζουν το μυαλό τους αναζητώντας μια απάντηση. Επινοήθηκαν πολλές υποθέσεις και υποθέσεις.

Για παράδειγμα, ένας αρχαίος Έλληνας, στην ερώτηση - γιατί ο ουρανός είναι μπλε; - Θα απαντούσα αμέσως χωρίς δισταγμό: «Ο ουρανός είναι γαλάζιος γιατί είναι φτιαγμένος από τον πιο καθαρό βράχο κρύσταλλο!» Ο ουρανός είναι μερικές κρυστάλλινες σφαίρες, μπλεγμένες η μία μέσα στην άλλη με εκπληκτική ακρίβεια. Και στη μέση η Γη, με θάλασσες, πόλεις, ναούς, βουνοκορφές, δασικούς δρόμους, ταβέρνες και φρούρια.

Αυτή ήταν η θεωρία των αρχαίων Ελλήνων, αλλά γιατί το νόμιζαν; Ο ουρανός δεν μπορούσε να αγγίξει, μπορούσε μόνο να κοιτάξει. Παρακολουθήστε και σκεφτείτε. Και χτίστε διάφορες εικασίες. Στη σύγχρονη εποχή, τέτοιες εικασίες θα ονομάζονταν " επιστημονική θεωρία”, αλλά στην εποχή των αρχαίων Ελλήνων ονομάζονταν εικασίες. Και μετά από πολλή παρατήρηση και ακόμη περισσότερη σκέψη, οι αρχαίοι Έλληνες αποφάσισαν ότι αυτή ήταν μια απλή και όμορφη εξήγηση για ένα τόσο παράξενο φαινόμενο όπως το μπλε χρώμα του ουρανού.

Αποφάσισα να ελέγξω γιατί το σκέφτονται. Αν βάλουμε ένα κομμάτι συνηθισμένο γυαλί, θα δούμε - είναι διαφανές. Αλλά αν στοιβάζετε μια ολόκληρη στοίβα από τέτοια ποτήρια και προσπαθήσετε να τα κοιτάξετε, θα δείτε μια μπλε απόχρωση.

Αυτή η απλή εξήγηση του χρώματος του ουρανού υπάρχει εδώ και μιάμιση χιλιάδες χρόνια.

Ο Λεονάρντο ντα Βίντσι πρότεινε ότι ο ουρανός είναι βαμμένος σε αυτό το χρώμα, επειδή «... το φως πάνω από το σκοτάδι γίνεται μπλε ...».

Κάποιοι άλλοι επιστήμονες είχαν την ίδια άποψη, αλλά αργότερα έγινε σαφές ότι αυτή η υπόθεση ήταν θεμελιωδώς λανθασμένη, γιατί αν αναμίξετε το μαύρο με το λευκό, είναι απίθανο να αποκτήσετε μπλε, επειδή ο συνδυασμός αυτών των χρωμάτων δίνει μόνο το γκρι και τις αποχρώσεις του .

Λίγο αργότερα τον 18ο αιώνα, πιστεύεται ότι το χρώμα του ουρανού δίνεται από τα συστατικά μέρη του αέρα. Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, πιστευόταν ότι ο αέρας περιέχει πολλές ακαθαρσίες, αφού καθαρός αέραςθα ήταν μαύρο. Μετά από αυτή τη θεωρία, υπήρχαν ακόμη πολλές υποθέσεις και εικασίες, αλλά κανείς δεν μπορούσε να δικαιολογηθεί.

Σύγχρονη άποψη.

Στράφηκα στη γνώμη των σύγχρονων επιστημόνων. Οι σύγχρονοι επιστήμονες βρήκαν την απάντηση και απέδειξαν γιατί ο ουρανός είναι μπλε.

Ο ουρανός είναι απλώς αέρας, αυτός ο συνηθισμένος αέρας που αναπνέουμε κάθε δευτερόλεπτο, αυτός που δεν μπορεί να δει και να αγγίξει, γιατί είναι διάφανος και χωρίς βάρος. Αλλά αναπνέουμε διάφανο αέρα, γιατί αποκτά τόσο μπλε χρώμα από πάνω;

Όλο το μυστικό ήταν στην ατμόσφαιρα μας.

Οι ακτίνες του ήλιου πρέπει να περάσουν μέσα από ένα τεράστιο στρώμα αέρα πριν φτάσουν στη γη.

Η ακτίνα του ήλιου είναι λευκή. Και το λευκό είναι ένα μείγμα από έγχρωμες ακτίνες. Όπως σε μια ομοιοκαταληξία μέτρησης, με την οποία μπορείτε εύκολα να θυμηθείτε τα χρώματα του ουράνιου τόξου:

το καθένα (κόκκινο)
κυνηγός (πορτοκάλι)
ευχές (κίτρινο)
γνωρίζω (πράσινο)
πού (μπλε)
κάθεται (μπλε)
φασιανός (μωβ)

Μια ακτίνα του ήλιου, που συγκρούεται με σωματίδια αέρα, διασπάται σε ακτίνες επτά χρωμάτων.

Οι κόκκινες και πορτοκαλί ακτίνες είναι οι μεγαλύτερες και περνούν από τον ήλιο κατευθείαν στα μάτια μας. Και οι μπλε ακτίνες είναι οι πιο σύντομες, αναπηδούν από τα σωματίδια του αέρα προς όλες τις κατευθύνσεις και φτάνουν στο έδαφος λιγότερο από όλες τις άλλες. Έτσι, ο ουρανός τρυπιέται με μπλε ακτίνες.

Διαφορετικά χρώματα του ουρανού.

Ο ουρανός δεν είναι πάντα μπλε. Για παράδειγμα, τη νύχτα, όταν ο ήλιος δεν εκπέμπει ακτίνες, βλέπουμε ότι ο ουρανός δεν είναι μπλε, η ατμόσφαιρα φαίνεται να είναι διαφανής. Και μέσα από τον διάφανο αέρα, ένα άτομο μπορεί να δει πλανήτες, αστέρια. Και κατά τη διάρκεια της ημέρας, το μπλε χρώμα κρύβει ξανά κοσμικά σώματα από τα μάτια μας.

Το χρώμα του ουρανού είναι κόκκινο - στο ηλιοβασίλεμα, σε συννεφιασμένο καιρό, λευκό ή γκρι.

συμπεράσματα.

Έτσι, μετά από την έρευνά μου, μπορώ να βγάλω τα ακόλουθα συμπεράσματα:

όλο το μυστικό είναι στο χρώμα του ουρανού στην ατμόσφαιρά μας- στο κέλυφος αέρα του πλανήτη Γη.
Η ακτίνα του ήλιου, περνώντας από την ατμόσφαιρα, διασπάται σε ακτίνες επτά χρωμάτων.
Οι κόκκινες και πορτοκαλί δοκοί είναι οι μεγαλύτερες και οι μπλε δοκοί είναι οι πιο κοντές..
Οι μπλε ακτίνες φτάνουν στη Γη λιγότερο από άλλες και ο ουρανός τρυπιέται με μπλε χρώμα χάρη σε αυτές τις ακτίνες.
Ο ουρανός δεν είναι πάντα μπλε.

Το κύριο πράγμα είναι ότι τώρα ξέρω γιατί ο ουρανός είναι μπλε. Επιβεβαιώθηκε εν μέρει η δεύτερη υπόθεσή μου, ότι ο ήλιος έχει ακτίνες που χρωματίζουν τον ουρανό σε αυτό το χρώμα. Οι εικασίες των δύο συμμαθητών μου ήταν οι πιο κοντινές στη σωστή απάντηση.

Δημοτικό δημοσιονομικό εκπαιδευτικό ίδρυμα

"Γυμνάσιο Kislovskaya" της περιοχής Tomsk

Ερευνητικό έργο

Θέμα: «Γιατί το ηλιοβασίλεμα είναι κόκκινο…»

(διασπορά φωτός)

Οι εργασίες ολοκληρώθηκαν: ,

Μαθητής 5Α τάξης

Επόπτης;

καθηγητής χημείας

1. Εισαγωγή ………………………………………………………… 3

2. Κύριο μέρος……………………………………………… 4

3. Τι είναι το φως………………………………………….. 4

Αντικείμενο μελέτης- ηλιοβασίλεμα και ουρανός.

Ερευνητικές υποθέσεις:

Ο ήλιος έχει ακτίνες που ζωγραφίζουν τον ουρανό σε διάφορα χρώματα.

Το κόκκινο χρώμα μπορεί να ληφθεί στο εργαστήριο.

2. Κύριο σώμα

Με την πρώτη ματιά, αυτή η ερώτηση φαίνεται απλή, αλλά στην πραγματικότητα αγγίζει τις βαθιές πτυχές της διάθλασης του φωτός στην ατμόσφαιρα. Πριν κατανοήσετε την απάντηση σε αυτήν την ερώτηση, είναι απαραίτητο να έχετε μια ιδέα για το τι είναι φως..jpg" align="left" height="1 src=">

Τι είναι το φως;

Το φως του ήλιου είναι ενέργεια. Η θερμότητα των ακτίνων του ήλιου, που εστιάζεται από τον φακό, μετατρέπεται σε φωτιά. Το φως και η θερμότητα αντανακλώνται από τις λευκές επιφάνειες και απορροφώνται από τις μαύρες. Να γιατί λευκά ρούχαπιο κρύο από το μαύρο.

Ποια είναι η φύση του φωτός; Ο πρώτος άνθρωπος που μελέτησε σοβαρά το φως ήταν ο Ισαάκ Νεύτων. Πίστευε ότι το φως αποτελείται από σωματίδια σωματιδίων, τα οποία πυροβολούνται σαν σφαίρες. Αλλά ορισμένα χαρακτηριστικά του φωτός δεν μπορούσαν να εξηγηθούν από αυτή τη θεωρία.

Ένας άλλος επιστήμονας, ο Huygens, έδωσε μια άλλη εξήγηση για τη φύση του φωτός. Ανέπτυξε την «κυματική» θεωρία του φωτός. Πίστευε ότι το φως παράγει παρορμήσεις, ή κύματα, με τον ίδιο τρόπο που μια πέτρα που ρίχνεται σε μια λίμνη δημιουργεί κύματα.

Ποιες απόψεις έχουν οι επιστήμονες σήμερα για την προέλευση του φωτός; Επί του παρόντος πιστεύεται ότι τα κύματα φωτός έχουν Χαρακτηριστικάκαι σωματίδια και κύματα ταυτόχρονα. Πειράματα βρίσκονται σε εξέλιξη για να υποστηρίξουν και τις δύο θεωρίες.

Το φως αποτελείται από φωτόνια, αβαρή σωματίδια που δεν έχουν μάζα, ταξιδεύουν με περίπου 300.000 km/s και έχουν κυματικές ιδιότητες. Η συχνότητα των κυματικών δονήσεων του φωτός καθορίζει το χρώμα του. Επιπλέον, όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα ταλάντωσης, τόσο μικρότερο είναι το μήκος κύματος. Κάθε χρώμα έχει τη δική του συχνότητα δόνησης και μήκος κύματος. Το λευκό ηλιακό φως αποτελείται από πολλά χρώματα που φαίνονται όταν διαθλάται μέσα από ένα γυάλινο πρίσμα.

1. Ένα πρίσμα αποσυνθέτει το φως.

2. Το λευκό φως είναι πολύπλοκο.

Αν κοιτάξετε προσεκτικά τη διέλευση του φωτός μέσα από ένα τριγωνικό πρίσμα, μπορείτε να δείτε ότι η αποσύνθεση του λευκού φωτός ξεκινά μόλις το φως περάσει από τον αέρα στο γυαλί. Αντί για γυαλί, μπορείτε να πάρετε άλλα υλικά που είναι διαφανή στο φως.

Είναι αξιοσημείωτο ότι αυτή η εμπειρία έχει επιβιώσει αιώνες, και η μεθοδολογία της όχι σημαντικές αλλαγέςχρησιμοποιείται ακόμη και σήμερα στα εργαστήρια.

διασπορά (λατ.) - σκέδαση, διασπορά - διασπορά

Newton στη διασπορά.

Ο I. Newton ήταν ο πρώτος που μελέτησε το φαινόμενο της διασποράς του φωτός και θεωρείται ένα από τα σημαντικότερα επιστημονικά του προσόντα. Δεν είναι τυχαίο ότι στην ταφόπλακά του, που ανεγέρθηκε το 1731 και διακοσμήθηκε με φιγούρες νεαρών ανδρών που φέρουν εμβλήματα των πιο σημαντικών ανακαλύψεών του, μια φιγούρα κρατά ένα πρίσμα και η επιγραφή στο μνημείο περιέχει τις λέξεις: «Ερεύνησε τη διαφορά στις ακτίνες φωτός και τις διάφορες ιδιότητες που εμφανίζονται ταυτόχρονα, τις οποίες κανείς δεν υποψιαζόταν πριν. Η τελευταία δήλωση δεν είναι απολύτως ακριβής. Η διασπορά ήταν γνωστή παλαιότερα, αλλά δεν έχει μελετηθεί λεπτομερώς. Ασχολούμενος με τη βελτίωση των τηλεσκοπίων, ο Newton επέστησε την προσοχή στο γεγονός ότι η εικόνα που δίνει ο φακός είναι έγχρωμη στις άκρες. Ερευνώντας τις άκρες που χρωματίζονται με διάθλαση, ο Νεύτων έκανε τις ανακαλύψεις του στον τομέα της οπτικής.

Ορατό φάσμα

Όταν μια λευκή δέσμη αποσυντίθεται σε ένα πρίσμα, σχηματίζεται ένα φάσμα στο οποίο η ακτινοβολία διαφορετικών μηκών κύματος διαθλάται σε διαφορετικές γωνίες. Τα χρώματα που περιλαμβάνονται στο φάσμα, δηλαδή εκείνα τα χρώματα που μπορούν να ληφθούν από φωτεινά κύματα ενός μήκους κύματος (ή πολύ στενού εύρους), ονομάζονται φασματικά χρώματα. Τα κύρια φασματικά χρώματα (που έχουν το δικό τους όνομα), καθώς και τα χαρακτηριστικά εκπομπής αυτών των χρωμάτων, παρουσιάζονται στον πίνακα:

Κάθε «χρώμα» στο φάσμα πρέπει να συνδέεται με ένα φωτεινό κύμα συγκεκριμένου μήκους.

Η απλούστερη ιδέα του φάσματος μπορεί να ληφθεί κοιτάζοντας ένα ουράνιο τόξο. Το λευκό φως, που διαθλάται σε σταγονίδια νερού, σχηματίζει ένα ουράνιο τόξο, καθώς αποτελείται από πολλές ακτίνες όλων των χρωμάτων και διαθλώνται με διαφορετικούς τρόπους: το κόκκινο είναι το πιο αδύναμο, το μπλε και το βιολετί είναι οι ισχυρότεροι. Οι αστρονόμοι μελετούν τα φάσματα του Ήλιου, των αστεριών, των πλανητών, των κομητών, γιατί πολλά μπορούν να μάθουν από τα φάσματα.

Άζωτο" href="/text/category/azot/" rel="bookmark">άζωτο . Το κόκκινο και το μπλε φως αλληλεπιδρούν διαφορετικά με το οξυγόνο. Δεδομένου ότι το μήκος κύματος του μπλε είναι περίπου το μέγεθος ενός ατόμου οξυγόνου και εξαιτίας αυτού, το μπλε Το φως διασκορπίζεται από το οξυγόνο σε διαφορετικές κατευθύνσεις, ενώ το κόκκινο φως περνά εύκολα από το ατμοσφαιρικό στρώμα. Στην πραγματικότητα, το ιώδες φως διασκορπίζεται ακόμη περισσότερο στην ατμόσφαιρα, αλλά το ανθρώπινο μάτι είναι λιγότερο ευαίσθητο σε αυτό από ό,τι στο μπλε φως. αποδεικνύεται ότι το μάτι ενός ατόμου πιάνεται από όλες τις πλευρές από το μπλε φως που διαχέεται από το οξυγόνο, το οποίο κάνει τον ουρανό να μας φαίνεται μπλε.

Χωρίς ατμόσφαιρα στη Γη, ο Ήλιος θα μας φαινόταν σαν ένα φωτεινό λευκό αστέρι και ο ουρανός θα ήταν μαύρος.

0 "style="border-collapse:collapse;border:none">

ασυνήθιστα φαινόμενα

https://pandia.ru/text/80/039/images/image008_21.jpg" alt="(!LANG:Aurora Borealis" align="left" width="140" height="217 src=">!} σέλας Από την αρχαιότητα, οι άνθρωποι θαύμαζαν τη μαγευτική εικόνα των σέλας και αναρωτιόντουσαν για την προέλευσή τους. Μία από τις αρχαιότερες αναφορές σε σέλας βρίσκεται στον Αριστοτέλη. Στη «Μετεωρολογία» του, που γράφτηκε πριν από 2300 χρόνια, μπορεί κανείς να διαβάσει: «Μερικές φορές σε καθαρές νύχτες υπάρχουν πολλά φαινόμενα στον ουρανό - κενά, κενά, κόκκινο-κόκκινο χρώμα ...

Φαίνεται σαν να έχει πάρει φωτιά».

Τι δονείται η ακτίνα της καθαρής νύχτας;

Ποια λεπτή φλόγα χτυπά στο στερέωμα;

Σαν κεραυνός χωρίς απειλητικά σύννεφα

Αγωνίζεται από τη γη στο ζενίθ;

Πώς μπορεί να είναι ότι μια παγωμένη μπάλα

Υπήρξε φωτιά στη μέση του χειμώνα;

Τι είναι το σέλας; Πώς σχηματίζεται;

Απάντηση. Το Aurora είναι μια φωτεινή λάμψη που προκύπτει από την αλληλεπίδραση φορτισμένων σωματιδίων (ηλεκτρόνια και πρωτόνια) που πετούν από τον Ήλιο με άτομα και μόρια. ατμόσφαιρα της γης. Η εμφάνιση αυτών των φορτισμένων σωματιδίων σε ορισμένες περιοχές της ατμόσφαιρας και σε ορισμένα ύψη είναι αποτέλεσμα αλληλεπίδρασης ηλιακός άνεμοςΜε μαγνητικό πεδίοΓη.

Αερόλυμα "href="/text/category/ayerozolmz/" rel="bookmark">αεροζόλ σκέδαση σκόνης και υγρασίας, αυτοί είναι οι κύριοι λόγοι για την αποσύνθεση του ηλιακού χρώματος (διασπορά). συμβαίνει σχεδόν σε ορθή γωνία, το στρώμα τους μεταξύ των ματιών του παρατηρητή και του ήλιου είναι αμελητέα. Όσο πιο χαμηλά ο ήλιος κατεβαίνει στον ορίζοντα, τόσο περισσότερο αυξάνεται το πάχος του στρώματος του ατμοσφαιρικού αέρα και η ποσότητα του αιωρήματος αερολύματος σε αυτό. Οι ακτίνες του ήλιου, σε σχέση με τον παρατηρητή , αλλάξτε τη γωνία πρόσπτωσης στα σωματίδια αιώρησης, τότε παρατηρείται η διασπορά του ηλιακού φωτός. Έτσι, όπως αναφέρθηκε παραπάνω, το ηλιακό φως αποτελείται από επτά βασικά χρώματα. Κάθε χρώμα, όπως ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα, έχει το δικό του μήκος και την ικανότητα να διασκορπίζεται Στην ατμόσφαιρα.Τα βασικά χρώματα του φάσματος είναι διατεταγμένα σε κλίμακα, από κόκκινο έως βιολετί.Το κόκκινο χρώμα έχει τη μικρότερη ικανότητα να διασκορπίζεται (άρα απορροφά) στην ατμόσφαιρα. διασπορά, όλα τα χρώματα που ακολουθούν το κόκκινο στην κλίμακα διασκορπίζονται από τα συστατικά του εναιωρήματος αερολύματος και απορροφώνται από αυτά. Ο παρατηρητής βλέπει μόνο κόκκινο. Αυτό σημαίνει ότι όσο πιο παχύ είναι το στρώμα του ατμοσφαιρικού αέρα, τόσο μεγαλύτερη είναι η πυκνότητα του αιωρήματος, τόσο περισσότερες ακτίνες του φάσματος θα διασκορπίζονται και θα απορροφώνται. Διάσημο φυσικό φαινόμενο: μετά ισχυρή έκρηξηΤο ηφαίστειο Κρακατόα το 1883, σε διάφορα μέρη του πλανήτη, για αρκετά χρόνια παρατηρήθηκαν ασυνήθιστα φωτεινά, κόκκινα ηλιοβασιλέματα. Αυτό οφείλεται στην ισχυρή απελευθέρωση ηφαιστειακής σκόνης στην ατμόσφαιρα κατά τη διάρκεια της έκρηξης.

Δεν νομίζω ότι η έρευνά μου θα τελειώσει εκεί. Έχω περισσότερες ερωτήσεις. Θέλω να ξέρω:

Τι συμβαίνει όταν οι ακτίνες φωτός περνούν μέσα από διάφορα υγρά, διαλύματα;

Πώς αντανακλάται και απορροφάται το φως.

Αφού έκανα αυτή τη δουλειά, ήμουν πεπεισμένος πόσο καταπληκτικό και χρήσιμο πρακτικές δραστηριότητεςμπορεί να είναι το φαινόμενο της διάθλασης του φωτός. Ήταν αυτό που μου επέτρεψε να καταλάβω γιατί το ηλιοβασίλεμα είναι κόκκινο.

Βιβλιογραφία

1., Φυσική. Χημεία. 5-6 κύτταρα. Σχολικό βιβλίο. Μ.: Bustard, 2009, σελ.106

2. Φαινόμενα Bulat στη φύση. Μ.: Διαφωτισμός, 1974, 143 σελ.

3. "Ποιος κάνει το ουράνιο τόξο;" - Quant 1988, Νο. 6, σελ. 46.

4. Διαλέξεις για την οπτική. Tarasov στη φύση. - Μ.: Διαφωτισμός, 1988

Πόροι του Διαδικτύου:

1. http://potomy. el/ Γιατί ο ουρανός είναι μπλε;

2. http://www. voprosy-kak-i-pochemu. el Γιατί ο ουρανός είναι μπλε;

3. http://experience. en/κατηγορία/εκπαίδευση/

Αλλά πόσα διαφορετικά χρώματα υπάρχουν που κάνουν τα πράγματα γύρω μας χρωματιστά; Και η επιστημονική γνώση μπορεί ήδη να απαντήσει σε πολλά τέτοια ερωτήματα. Για παράδειγμα, εξηγήστε χρώμα του ουρανού.

Αρχικά, θα είναι απαραίτητο να αναφέρουμε τον μεγάλο Ισαάκ Νεύτωνα, ο οποίος παρατήρησε την αποσύνθεση του λευκού ηλιακού όταν περνούσε από ένα γυάλινο πρίσμα. Αυτό που είδε ονομάζεται πλέον φαινόμενο διασπορά, και η ίδια η πολύχρωμη εικόνα - φάσμα. Τα χρώματα που προέκυψαν ταίριαζαν ακριβώς με τα χρώματα του ουράνιου τόξου. Δηλαδή ο Νεύτων παρατήρησε το ουράνιο τόξο στο εργαστήριο! Χάρη στα πειράματά του στα τέλη του 18ου αιώνα διαπιστώθηκε ότι το λευκό φως είναι ένα μείγμα διαφορετικών χρωμάτων. Επιπλέον, ο ίδιος Νεύτωνας απέδειξε ότι αν το φως που αποσυντίθεται σε ένα φάσμα αναμειχθεί ξανά, τότε θα ληφθεί λευκό φως. Τον 19ο αιώνα, αποδείχθηκε ότι το φως είναι ηλεκτρομαγνητικά κύματα που διαδίδονται με τεράστια ταχύτητα 300.000 km / s. Και ήδη στις αρχές του περασμένου αιώνα, αυτή η γνώση συμπληρώθηκε από την ιδέα ενός κβαντικού φωτός - φωτόνιο. Έτσι, το φως έχει διπλή φύση - τόσο τα κύματα όσο και τα σωματίδια. Αυτή η ενοποίηση έγινε η εξήγηση πολλών φαινομένων, ιδιαίτερα του φάσματος της θερμικής ακτινοβολίας των θερμαινόμενων σωμάτων. Όπως είναι το δικό μας.

Μετά από αυτήν την εισαγωγή, ήρθε η ώρα να προχωρήσουμε στο θέμα μας. Το μπλε χρώμα του ουρανού... Ποιος δεν το έχει θαυμάσει τουλάχιστον μια-δυο φορές στη ζωή του! Είναι όμως τόσο εύκολο να πούμε ότι φταίει η διασπορά του φωτός στην ατμόσφαιρα; Γιατί το χρώμα του ουρανού δεν είναι μπλε κάτω από το φως της πανσελήνου; Και γιατί το μπλε χρώμα δεν είναι το ίδιο σε όλα τα μέρη του ουρανού; Τι συμβαίνει με το χρώμα του ουρανού κατά την ανατολή και τη δύση του ηλίου; Μετά από όλα, μπορεί να είναι κίτρινο, και ροζ και ακόμη και πράσινο. Ωστόσο, αυτά είναι χαρακτηριστικά της διασποράς. Επομένως, θα το εξετάσουμε λεπτομερέστερα.

Η εξήγηση του χρώματος του ουρανού και των χαρακτηριστικών του ανήκει στον Άγγλο φυσικό John William Rayleigh, ο οποίος μελέτησε τη σκέδαση του φωτός. Ήταν αυτός που επεσήμανε ότι το χρώμα του ουρανού καθορίζεται από την εξάρτηση της σκέδασης από τη συχνότητα του φωτός. Η ακτινοβολία του Ήλιου, που πέφτει, αλληλεπιδρά με τα μόρια των αερίων που αποτελούν τον αέρα. Και αφού η ενέργεια ελαφρύ κβαντικό- το φωτόνιο αυξάνεται με τη μείωση του μήκους κύματος του φωτός, τότε η ισχυρότερη επίδραση στα μόρια του αερίου, πιο συγκεκριμένα, στα ηλεκτρόνια σε αυτά τα μόρια, ασκείται από φωτόνια των μπλε και ιωδών τμημάτων του φάσματος φωτός. Έχοντας έρθει σε εξαναγκασμένες ταλαντώσεις, τα ηλεκτρόνια δίνουν πίσω με τη μορφή φωτονίου ακτινοβολίας την ενέργεια που λαμβάνεται από το κύμα φωτός. Μόνο αυτά τα δευτερεύοντα φωτόνια εκπέμπονται ήδη προς όλες τις κατευθύνσεις, και όχι μόνο προς την κατεύθυνση του αρχικά προσπίπτοντος φωτός. Αυτή θα είναι η διαδικασία της σκέδασης φωτός. Επιπλέον, είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη τόσο η συνεχής κίνηση του αέρα όσο και η διακύμανση της πυκνότητάς του. Διαφορετικά, θα βλέπαμε μαύρο ουρανό.

Και τώρα ας επιστρέψουμε στη θερμική ακτινοβολία των σωμάτων. Η ενέργεια στο φάσμα της είναι άνισα κατανεμημένη και περιγράφεται με βάση τους νόμους που θέσπισε ο Γερμανός φυσικός Wilhelm Wien. Το φάσμα του Ήλιου μας θα είναι εξίσου ανομοιόμορφο πίσω από τις ενέργειες των φωτονίων. Δηλαδή, θα υπάρχουν πολύ λιγότερα φωτόνια από το ιώδες τμήμα του από τα φωτόνια από το μπλε του και ακόμη περισσότερο μπλε. Αν λάβουμε υπόψη και τη φυσιολογία της όρασης, δηλαδή τη μέγιστη ευαισθησία του ματιού μας στο γαλαζοπράσινο χρώμα, τότε καταλήγουμε σε μπλε ή μπλε ουρανό.

Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι όσο μεγαλύτερη είναι η διαδρομή μιας ηλιακής ακτίνας στην ατμόσφαιρα, τόσο λιγότερα μη αλληλεπιδρώντα φωτόνια από τις μπλε και μπλε φασματικές περιοχές παραμένουν σε αυτήν. Επομένως, το χρώμα του ουρανού είναι ανομοιόμορφο και τα πρωινά ή βραδινά χρώματα είναι κίτρινο-κόκκινο λόγω μεγάλο δρόμοφως μέσα από την ατμόσφαιρα. Επιπλέον, η σκόνη, ο καπνός και άλλα σωματίδια που περιέχονται στον αέρα επηρεάζουν επίσης σε μεγάλο βαθμό τη διασπορά του φωτός στην ατμόσφαιρα. Σε αυτό το θέμα, μπορεί κανείς να θυμηθεί τους διάσημους πίνακες του Λονδίνου. Ή αναμνήσεις της καταστροφής του 1883, που συνέβη κατά την έκρηξη του ηφαιστείου Κρακατόα. Η στάχτη από την έκρηξη, που έπεσε στην ατμόσφαιρα, προκάλεσε το γαλαζωπό χρώμα του Ήλιου σε πολλές χώρες της περιοχής του Ειρηνικού, καθώς και κόκκινες αυγές που παρατηρήθηκαν σε όλη τη Γη. Αλλά αυτά τα φαινόμενα εξηγούνται ήδη από μια άλλη θεωρία - τη θεωρία της σκέδασης από σωματίδια ανάλογα με το μήκος κύματος του φωτός. Αυτή η θεωρία παρουσιάστηκε στον κόσμο Γερμανός φυσικόςΓκούσταβ Μι. Η κύρια ιδέα του είναι ότι τέτοια σωματίδια, λόγω του σχετικά μεγάλα μεγέθηδιαχέουν το κόκκινο φως περισσότερο από το μπλε ή το ιώδες.

Έτσι, το χρώμα του ουρανού δεν είναι απλώς πηγή έμπνευσης για ποιητές και καλλιτέχνες, αλλά συνέπεια λεπτών φυσικοί νόμοι, που κατάφερε να αποκαλύψει την ανθρώπινη ιδιοφυΐα.

Το φως του ήλιου είναι λευκό, δηλαδή περιλαμβάνει όλα τα χρώματα του φάσματος. Φαίνεται ότι ο ουρανός πρέπει επίσης να είναι λευκός, αλλά είναι μπλε.

Σίγουρα το παιδί σας γνωρίζει τη φράση «Κάθε κυνηγός θέλει να ξέρει πού κάθεται ο φασιανός», που βοηθά να θυμάται τα χρώματα του ουράνιου τόξου. Και ένα ουράνιο τόξο είναι ο καλύτερος τρόπος για να κατανοήσουμε πώς το φως διασπάται σε κύματα διαφορετικών συχνοτήτων. Το μεγαλύτερο μήκος κύματος είναι για το κόκκινο, το μικρότερο για το βιολετί και το μπλε.

Ο αέρας, που περιέχει μόρια αερίου, μικροκρυστάλλους πάγου και σταγόνες νερού, διασκορπίζει το φως με μικρότερο μήκος κύματος πιο έντονα, επομένως υπάρχουν οκτώ φορές περισσότερα μπλε και μοβ χρώματα στον ουρανό από τα κόκκινα. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται σκέδαση Rayleigh.

Σχεδιάστε μια αναλογία με μπάλες που κυλούν σε ένα κυματοειδές χαρτόνι. Όσο μεγαλύτερη είναι η μπάλα, τόσο λιγότερες είναι οι πιθανότητες να ξεφύγει από την πορεία της ή να κολλήσει.

Εξηγήστε γιατί ο ουρανός δεν μπορεί να έχει άλλα χρώματα

Γιατί ο ουρανός δεν είναι μωβ;

Είναι λογικό να υποθέσουμε ότι ο ουρανός πρέπει να είναι μωβ, γιατί αυτό το χρώμα έχει το μικρότερο μήκος κύματος. Αλλά εδώ μπαίνουν στο παιχνίδι τα χαρακτηριστικά του ηλιακού φωτός και η δομή του ανθρώπινου ματιού. Το φάσμα του ηλιακού φωτός είναι ανομοιόμορφο, υπάρχουν λιγότερες αποχρώσεις του βιολετί σε αυτό από άλλα χρώματα. Και μέρος του φάσματος δεν είναι ορατό στο ανθρώπινο μάτι, γεγονός που μειώνει περαιτέρω το ποσοστό των αποχρώσεων του μωβ στον ουρανό.

Γιατί δεν είναι πράσινος ο ουρανός;

amopintar.com

Ένα παιδί μπορεί να ρωτήσει: "Αφού η σκέδαση αυξάνεται με τη μείωση του μήκους κύματος, γιατί ο ουρανός δεν είναι πράσινος;" Όχι μόνο οι μπλε ακτίνες είναι διάσπαρτες στην ατμόσφαιρα. Το κύμα τους είναι το πιο σύντομο, επομένως είναι το πιο αισθητό και φωτεινότερο. Αλλά αν το ανθρώπινο μάτι ήταν διατεταγμένο διαφορετικά, ο ουρανός θα μας φαινόταν πράσινος. Εξάλλου, το μήκος κύματος αυτού του χρώματος είναι ελαφρώς μεγαλύτερο από αυτό του μπλε.

Το φως διατάσσεται διαφορετικά από το χρώμα. Αν αναμίξετε πράσινα, μπλε και μοβ χρώματα, θα έχετε ένα σκούρο χρώμα. Με το φως, ισχύει το αντίθετο: όσο περισσότερα χρώματα αναμειγνύονται, τόσο πιο ανοιχτό είναι το αποτέλεσμα.

Πες μου για το ηλιοβασίλεμα

Βλέπουμε μπλε ουρανούς όταν ο Ήλιος λάμπει από ψηλά. Όταν πλησιάζει τον ορίζοντα, και η γωνία πρόσπτωσης των ακτίνων του ήλιου μειώνεται, οι ακτίνες πηγαίνουν εφαπτομενικά, περνώντας μια πολύ μεγαλύτερη διαδρομή. Εξαιτίας αυτού, τα κύματα του μπλε-μπλε φάσματος απορροφώνται στην ατμόσφαιρα και δεν φτάνουν στη Γη. Κόκκινα και κίτρινα χρώματα σκορπίζονται στην ατμόσφαιρα. Επομένως, κατά τη δύση του ηλίου ο ουρανός γίνεται κόκκινος.