Dlaczego niebo w nocy jest pomarańczowe? Dlaczego niebo jest niebieskie, a zachód słońca czerwony?

Czasem w nocy mamy okazję zaobserwować zjawisko, w którym niebo wydaje się niewystarczająco ciemne. A dzisiaj przyjrzymy się pytaniom o to, dlaczego niebo jest jasne w nocy.

Dlaczego zimą w nocy jest jasno?

W sezonie zimowym jesteśmy przyzwyczajeni nie tylko do tego, że ciemność zaczyna się znacznie wcześniej niż latem, ale także do tego, że pogoda zazwyczaj jest taka, że ​​nawet w ciągu dnia godziny dzienne wydają się mniej jasne. Mimo to czasami mamy okazję zaobserwować dość jasne noce, dlatego warto zastanowić się nad tym, dlaczego niebo w nocy jest jasne w zimie.

Mogą być dwa powody jaśniejszego nieba w nocy:

• Jeśli zauważysz, że noc nie jest tak ciemna jak zawsze, a na zewnątrz pojawiają się opady w postaci śniegu, możesz być pewien, że to śnieg jest przyczyną tak jasnego nieba. Płatki śniegu odbijają światło latarni, a także światło księżyca, tworząc w ten sposób iluzję bardziej oświetlonego nocnego nieba;
• Jeśli niebo jest wystarczająco jasne i nie ma opadów, za przyczynę tego zjawiska można uznać silne i niskie zachmurzenie. Zwróć uwagę na chmury - są niżej niż zwykle. Z tego powodu chmury działają jak reflektory światła z ziemi, co prowadzi do iluzji jasnego nieba.

Dlaczego w nocy jest jasno jak w dzień?

Jeśli zastanawiając się nad nocnym oświetleniem powierzchni Ziemi, bezpośrednio zainteresowały Cię informacje o tzw. „białych nocach”, które obserwuje się na przykład w Petersburgu, to w tej sytuacji odpowiedź będzie całkowicie różny.

Na początek warto zauważyć, że takie białe noce obserwuje się nie tylko w Petersburgu, ale także w wielu innych częściach naszej planety. Na przykład jest całkiem możliwe, że kogoś zainteresuje pytanie, dlaczego na Grenlandii jest jasno w nocy, skoro tam również występuje podobne zjawisko.

Za winę za wystąpienie takiego zjawiska uważa się wydarzenia o skali planetarnej. Faktem jest, że w pewnym momencie, w związku z tym, że Ziemia obraca się wokół Słońca po określonej trajektorii, a także obraca się wokół własnej osi, nasza planeta znajduje się na takiej trajektorii, że nawet w nocy Słońce jest w terytorium, na przykład Sankt-Petersburg czy Grenlandia, nie jest położone zbyt nisko nad horyzontem. W związku z tym nawet w nocy światło słoneczne rozprasza się po powierzchni Ziemi i na wyżej wymienionych terytoriach zamiast zwykłej nocy obserwuje się rodzaj zmierzchu.

Pomimo postępu naukowego i swobodnego dostępu do wielu źródeł informacji, rzadko zdarza się, aby człowiek potrafił poprawnie odpowiedzieć na pytanie, dlaczego niebo jest niebieskie.

Dlaczego niebo jest niebieskie lub błękitne w ciągu dnia?

Białe światło – czyli to, co emituje Słońce – składa się z siedmiu części spektrum kolorów: czerwonego, pomarańczowego, żółtego, zielonego, niebieskiego, indygo i fioletu. Znany ze szkoły wierszyk „Każdy myśliwy chce wiedzieć, gdzie siedzi bażant” – precyzyjnie określa kolory tego widma na podstawie pierwszych liter każdego słowa. Każdy kolor ma swoją własną długość fali światła: czerwony jest najdłuższy, a fioletowy najkrótszy.

Znane nam niebo (atmosfera) składa się ze stałych mikrocząstek, maleńkich kropelek wody i cząsteczek gazu. Przez długi czas istniało kilka błędnych założeń próbujących wyjaśnić, dlaczego niebo jest niebieskie:

• atmosfera, składająca się z drobnych cząstek wody i cząsteczek różnych gazów, pozwala dobrze przenikać promieniom widma niebieskiego i nie pozwala promieniom widma czerwonego dotykać Ziemi;
• Małe cząstki stałe - np. pył - zawieszone w powietrzu w najmniejszym stopniu rozpraszają fale o długości niebieskiej i fioletowej i dzięki temu docierają do powierzchni Ziemi, w przeciwieństwie do innych barw widma.

Hipotezy te potwierdziło wielu znanych naukowców, jednak badania angielskiego fizyka Johna Rayleigha wykazały, że cząstki stałe nie są główną przyczyną rozpraszania światła. To cząsteczki gazów w atmosferze rozdzielają światło na składniki koloru. Biały promień światła słonecznego zderzając się z cząsteczką gazu na niebie, rozprasza się (rozprasza) w różnych kierunkach.

Kiedy zderza się z cząsteczką gazu, każdy z siedmiu kolorowych składników białego światła ulega rozproszeniu. Jednocześnie światło o falach dłuższych (czerwony składnik widma, który obejmuje również kolor pomarańczowy i żółty) jest rozpraszane słabiej niż światło o falach krótkich (niebieski składnik widma). Z tego powodu po rozproszeniu w powietrzu pozostaje osiem razy więcej kolorów widma niebieskiego niż czerwonego.

Chociaż fiolet ma najkrótszą długość fali, niebo nadal wydaje się niebieskie ze względu na mieszaninę fal fioletowych i zielonych. Ponadto nasze oczy postrzegają kolor niebieski lepiej niż fiolet, biorąc pod uwagę tę samą jasność obu. To właśnie te fakty determinują kolorystykę nieba: atmosfera jest dosłownie wypełniona promieniami niebiesko-niebieskiego koloru.

Dlaczego więc zachód słońca jest czerwony?

Jednak niebo nie zawsze jest niebieskie. Naturalnie pojawia się pytanie: jeśli przez cały dzień widzimy błękitne niebo, dlaczego zachód słońca jest czerwony? Dowiedzieliśmy się powyżej, że kolor czerwony jest najmniej rozpraszany przez cząsteczki gazu. Podczas zachodu słońca Słońce zbliża się do horyzontu, a jego promień skierowany jest w stronę powierzchni Ziemi nie pionowo, jak za dnia, ale pod kątem.

Dlatego droga, jaką pokonuje przez atmosferę, jest znacznie dłuższa niż ta, którą pokonuje w ciągu dnia, gdy Słońce jest wysoko. Z tego powodu niebiesko-niebieskie widmo jest pochłaniane przez grubą warstwę atmosfery, nie docierając do Ziemi. A dłuższe fale świetlne o widmie czerwono-żółtym docierają do powierzchni Ziemi, barwiąc niebo i chmury na charakterystyczne dla zachodu słońca czerwono-żółte kolory.

Dlaczego chmury są białe?

Poruszmy temat chmur. Dlaczego na błękitnym niebie są białe chmury? Najpierw przypomnijmy sobie, jak powstają. Wilgotne powietrze zawierające niewidzialną parę, ogrzane przy powierzchni ziemi, unosi się i rozszerza, ponieważ na górze ciśnienie powietrza jest mniejsze. Gdy powietrze się rozszerza, ochładza się. Kiedy para wodna osiąga określoną temperaturę, skrapla się wokół pyłu atmosferycznego i innych zawieszonych ciał stałych, tworząc maleńkie kropelki wody, które łączą się, tworząc chmurę.

Pomimo stosunkowo niewielkich rozmiarów cząsteczki wody są znacznie większe niż cząsteczki gazu. A jeśli promienie słoneczne zostaną rozproszone podczas spotkania z cząsteczkami powietrza, to gdy spotkają się z kropelkami wody, światło zostanie od nich odbite. W tym przypadku początkowo biały promień światła słonecznego nie zmienia swojej barwy, a jednocześnie „barwi” cząsteczki chmur na biało.

Przeczytaj to:

6 listopada 2011 Zachód słońca nad Los Angeles był prawie krwistoczerwony, a Słońce było ogromne. Niebo otaczające Słońce było również jaskrawo pomarańczowo-czerwone. To był niesamowity widok. Ludzie zatrzymywali się na drodze, żeby go obserwować. Wydaje mi się, że to Planeta X jest coraz bliżej? A zaczerwienienie było spowodowane ogonem, a wzrost Słońca był również spowodowany czerwonym kolorem pyłu? [i z innego] 5 listopada 2011 To zdjęcie zostało zrobione tuż przed wschodem słońca w pobliżu Kokomo w stanie Indiana. Od późnego lata zeszłego roku często widuję takie różowe chmury i coraz bardziej krwistoczerwone niebo przed świtem w pogodne dni. 3 listopada 2011 To zdjęcie w pochmurny dzień zostało zrobione około godziny po wschodzie słońca. Zwróć uwagę, że słońce wygląda przez chmury, a chmury w pobliżu horyzontu są różowe. Około dwie i pół godziny po wschodzie słońca w pobliżu horyzontu nadal widać było lekko różowe chmury, jak na tym zdjęciu, chociaż w tym momencie nie zrobiłem jeszcze ani jednego zdjęcia. Zwykle różowy kolor znika wkrótce po świcie. Tego popołudnia było pochmurno i zauważyłem, że chmury zmieniły kolor na różowy na kilka godzin przed zachodem słońca. Gdyby ogon Planety X zaczął docierać do Ziemi, czy chmury stałyby się bardziej różowe w ciągu dnia, a niebo bardziej czerwone, gdy jest trochę zamglone i pochmurne?

Ludzkość jest przyzwyczajona do tego, że wschodzące i zachodzące Słońce jest większe niż Słońce południowe, a Słońce o wschodzie i zachodzie słońca, a także otaczające je chmury, są pomarańczowe. Wyjaśniliśmy, że wynika to z łatwiejszego załamania światła w czerwonym obszarze widma, zatem promienie światła czerwonego załamują się głównie nad horyzontem ze względu na grawitację Ziemi, podczas gdy światło z innych części widma nie załamuje się tak bardzo. Światło z tej części widma, które pochodzi od Słońca we wszystkich kierunkach, jest załamywane przez ziemską grawitację, tak że światło, które normalnie przechodziłoby z obu stron obserwatora na Ziemi, jest zakrzywiane w kierunku jego środka. Dociera zatem do oka obserwatora lub kamery zarówno z boków, jak i bezpośrednio w linii prostej od Słońca, malując szerszy obraz.

Jak to się zmieni, gdy w atmosferze wzrośnie ilość czerwonego pyłu z ogona Planety X? Oczywiście każde światło przenikające przez atmosferę będzie coraz bardziej przesuwać się w kierunku czerwonego obszaru widma światła. Pył wydaje się czerwony, ponieważ odbija głównie światło z czerwonego obszaru widma, absorbując jednocześnie światło z innych obszarów widma. Jaki będzie zatem efekt, biorąc pod uwagę, że światło słoneczne docierające do Ziemi będzie w coraz większym stopniu wpadać w czerwony obszar widma światła? Oczywiście, czerwone zorze zaobserwowano ostatnio w Ameryce Północnej, częściowo z powodu tańca grawitacyjnego pomiędzy Ziemią a Planetą X. Czy wystąpią inne zniekształcenia?

Jak zauważył uważny obserwator, o zachodzie słońca Słońce wydaje się większe niż zwykle. Jeżeli światło widma czerwonego po opuszczeniu Słońca zostanie odchylone w stronę Ziemi, co zrobi zwiększona ilość czerwonego pyłu w atmosferze ziemskiej z promieniami światła docierającymi ze Słońca na Ziemię? Możemy spodziewać się ich dodatkowego odchylenia w kierunku środka grawitacyjnego Ziemi, przy jeszcze większym pozornym rozmiarze Słońca o wschodzie i zachodzie słońca. Rozmiary wszystkich obiektów planetarnych mogą być zniekształcone. Księżyc może wydawać się większy, a tym samym bliższy, co czasami budzi niepokój obserwatorów. Władze nie będą miały na to żadnego wytłumaczenia i jak zwykle będą milczeć, nic nie oferując. NASA i eksperci będą jeszcze bardziej zawstydzeni, a bardziej zaniepokojeni ludzie zaczną przeszukiwać Internet w poszukiwaniu odpowiedzi, ponieważ w przepowiedniach Dnia Sądu Ostatecznego pojawia się wzmianka o czerwonym kurzu, którego wyglądu nie da się ukryć.

Świat wokół nas jest pełen niesamowitych cudów, ale często nie zwracamy na nie uwagi. Podziwiając czysty błękit wiosennego nieba czy jasne kolory zachodu słońca, nawet nie myślimy o tym, dlaczego niebo zmienia kolor wraz ze zmianą pory dnia.


Przyzwyczailiśmy się do jasnego błękitu w piękny, słoneczny dzień i do tego, że jesienią niebo staje się mgliste, szare, tracąc swoje jasne kolory. Ale jeśli zapytasz współczesnego człowieka, dlaczego tak się dzieje, zdecydowana większość z nas, uzbrojeni w szkolną wiedzę z fizyki, raczej nie będzie w stanie odpowiedzieć na to proste pytanie. Tymczasem w wyjaśnieniu nie ma nic skomplikowanego.

Co to jest kolor?

Ze szkolnych zajęć z fizyki powinniśmy wiedzieć, że różnice w postrzeganiu kolorów obiektów zależą od długości fali światła. Nasze oko jest w stanie rozróżnić jedynie dość wąski zakres promieniowania falowego, przy czym najkrótsze fale są niebieskie, a najdłuższe czerwone. Pomiędzy tymi dwoma podstawowymi kolorami leży cała nasza paleta percepcji kolorów, wyrażona promieniowaniem falowym w różnych zakresach.

Biały promień światła słonecznego tak naprawdę składa się z fal we wszystkich zakresach barw, co łatwo zobaczyć przechodząc przez szklany pryzmat - zapewne pamiętacie to szkolne przeżycie. Aby zapamiętać kolejność zmian długości fal, tj. sekwencji kolorów widma światła dziennego wymyślono zabawne zdanie o myśliwym, którego każdy z nas nauczył się w szkole: Każdy myśliwy chce wiedzieć itp.


Ponieważ fale światła czerwonego są najdłuższe, są mniej podatne na rozpraszanie podczas przechodzenia. Dlatego, gdy trzeba wizualnie wyróżnić obiekt, używają głównie koloru czerwonego, który jest wyraźnie widoczny z daleka przy każdej pogodzie.

Dlatego też sygnalizacja świetlna zakazująca lub jakakolwiek inna lampka ostrzegawcza o niebezpieczeństwie ma kolor czerwony, a nie zielony lub niebieski.

Dlaczego niebo zmienia kolor na czerwony o zachodzie słońca?

W godzinach wieczornych przed zachodem słońca promienie słoneczne padają na powierzchnię ziemi pod kątem, a nie bezpośrednio. Muszą pokonać znacznie grubszą warstwę atmosfery niż za dnia, kiedy powierzchnię Ziemi oświetlają bezpośrednie promienie Słońca.

W tym czasie atmosfera pełni rolę filtra barwnego, który rozprasza promienie z niemal całego zakresu widzialnego, z wyjątkiem czerwonych - najdłuższych, a przez to najbardziej odpornych na zakłócenia. Wszystkie pozostałe fale świetlne są albo rozpraszane, albo pochłaniane przez cząsteczki pary wodnej i pyłu obecne w atmosferze.

Im niżej Słońce znajduje się względem horyzontu, tym grubszą warstwę atmosfery muszą pokonać promienie świetlne. Dlatego ich kolor coraz bardziej przesuwa się w stronę czerwonej części widma. Z tym zjawiskiem związany jest ludowy przesąd, który głosi, że czerwony zachód słońca zwiastuje silny wiatr następnego dnia.


Wiatr powstaje w wysokich warstwach atmosfery i w dużej odległości od obserwatora. Ukośne promienie słońca podkreślają powstającą strefę promieniowania atmosferycznego, w której jest znacznie więcej pyłu i pary niż w spokojnej atmosferze. Dlatego przed wietrznym dniem widzimy szczególnie czerwony, jasny zachód słońca.

Dlaczego niebo w ciągu dnia jest niebieskie?

Różnice w długościach fal świetlnych wyjaśniają również czysty błękit nieba w ciągu dnia. Kiedy promienie słoneczne padają bezpośrednio na powierzchnię ziemi, warstwa atmosfery, którą pokonują, ma najmniejszą grubość.

Rozpraszanie fal świetlnych następuje podczas ich zderzenia z cząsteczkami gazów tworzących powietrze i w tej sytuacji najbardziej stabilny okazuje się zakres światła o krótkich długościach fali, tj. niebieskie i fioletowe fale świetlne. W pogodny, bezwietrzny dzień niebo nabiera niesamowitej głębi i błękitu. Ale dlaczego w takim razie widzimy na niebie błękit, a nie fiolet?

Faktem jest, że komórki ludzkiego oka odpowiedzialne za postrzeganie kolorów postrzegają kolor niebieski znacznie lepiej niż fiolet. Jednak fiolet jest zbyt blisko granicy zakresu percepcji.

Dlatego właśnie widzimy niebo jasnoniebieskie, jeśli w atmosferze nie ma żadnych elementów rozpraszających poza cząsteczkami powietrza. Kiedy w atmosferze pojawi się wystarczająco duża ilość pyłu – na przykład podczas upalnego lata w mieście – niebo wydaje się blaknąć, tracąc swój jasnoniebieski.

Szare niebo złej pogody

Teraz jest jasne, dlaczego jesienna zła pogoda i zimowe błoto pośniegowe sprawiają, że niebo jest beznadziejnie szare. Duża ilość pary wodnej w atmosferze powoduje rozproszenie wszystkich bez wyjątku składników wiązki światła białego. Promienie świetlne rozbijają się na maleńkie kropelki i cząsteczki wody, tracąc swój kierunek i mieszając się w całym zakresie widma.


Dlatego promienie świetlne docierają do powierzchni, jakby przechodziły przez gigantyczny rozpraszający abażur. Zjawisko to postrzegamy jako szaro-biały kolor nieba. Gdy tylko wilgoć zostanie usunięta z atmosfery, niebo ponownie stanie się jasnoniebieskie.

Trudno odpowiedzieć na pytanie, dlaczego niebo jest niebieskie, a zachód słońca czerwony.

Dlaczego to się dzieje?

Naukowcy przez kilka stuleci nie potrafili wyjaśnić błękitnego koloru nieba.

Ze szkolnych zajęć z fizyki wszyscy wiedzą, że światło białe można rozdzielić na kolory składowe za pomocą pryzmatu.

Jest nawet proste zdanie, aby je zapamiętać:

Początkowe litery słów w tym zdaniu pomagają zapamiętać kolejność kolorów w widmie: czerwony, pomarańczowy, żółty, zielony, niebieski, indygo, fioletowy.

Naukowcy sugerują, że błękitny kolor nieba wynika z tego, że niebieska składowa widma słonecznego najlepiej dociera do powierzchni Ziemi, podczas gdy pozostałe kolory są pochłaniane przez ozon lub pył rozproszony w atmosferze. Wyjaśnienia były dość ciekawe, jednak nie znalazły potwierdzenia w doświadczeniach i obliczeniach.

Próby wyjaśnienia błękitu nieba trwały nadal, aż w 1899 roku Lord Rayleigh przedstawił teorię, która ostatecznie odpowiedziała na to pytanie.

Okazało się, że niebieski kolor nieba wynika z właściwości cząsteczek powietrza. Pewna ilość promieni pochodzących ze Słońca dociera do powierzchni Ziemi bez zakłóceń, jednak większość z nich jest pochłaniana przez cząsteczki powietrza. Absorbując fotony, cząsteczki powietrza zostają naładowane (wzbudzone), a następnie same emitują fotony. Ale te fotony mają inną długość fali, a wśród nich dominują fotony wytwarzające kolor niebieski. Dlatego niebo wygląda na niebieskie: im bardziej słoneczny dzień i im mniej pochmurno, tym bardziej nasycony staje się błękitny kolor nieba.

Ale jeśli niebo jest niebieskie, to dlaczego zmienia kolor na szkarłatny podczas zachodu słońca? Powód tego jest bardzo prosty. Czerwony składnik widma słonecznego jest pochłaniany przez cząsteczki powietrza znacznie gorzej niż inne kolory. W ciągu dnia promienie słoneczne wpadają w atmosferę ziemską pod kątem zależnym bezpośrednio od szerokości geograficznej, na której znajduje się obserwator. Na równiku kąt ten będzie bliski kątowi prostemu, bliżej biegunów będzie się zmniejszał. W miarę przemieszczania się Słońca zwiększa się warstwa powietrza, przez którą muszą przejść promienie świetlne, zanim dotrą do oka obserwatora – w końcu Słońce nie znajduje się już nad głową, lecz pochyla się w stronę horyzontu. Gruba warstwa powietrza pochłania większość promieni widma słonecznego, ale promienie czerwone docierają do obserwatora prawie bez strat. Dlatego zachód słońca jest czerwony.