Por que o céu é azul porque... Qual é a cor do céu? Por que o céu é azul do ponto de vista da física? Introdução: Por que o céu é azul

Em um dia claro e ensolarado, o céu acima de nós parece azul brilhante. À noite, o pôr do sol colore o céu de vermelho, rosa e laranja. Então, por que o céu é azul e o que torna o pôr do sol vermelho?

Qual é a cor do sol?

Claro que o sol é amarelo! Todos os habitantes da Terra responderão e os habitantes da Lua discordarão deles.

Da Terra, o Sol parece amarelo. Mas no espaço ou na Lua, o Sol nos pareceria branco. Não há atmosfera no espaço para dispersar a luz solar.

Na Terra, alguns dos comprimentos de onda curtos da luz solar (azul e violeta) são absorvidos por espalhamento. O resto do espectro aparece amarelo.

E no espaço, o céu parece escuro ou preto em vez de azul. Isso é resultado da ausência de atmosfera, portanto a luz não é espalhada de forma alguma.

Mas se você perguntar sobre a cor do sol à noite. Às vezes a resposta é que o sol é VERMELHO. Mas por que?

Por que o sol fica vermelho ao pôr do sol?

À medida que o Sol se move em direção ao pôr do sol, a luz solar tem que percorrer uma distância maior na atmosfera para chegar ao observador. Menos luz direta chega aos nossos olhos e o Sol parece menos brilhante.

Como a luz solar tem que percorrer distâncias maiores, ocorre mais dispersão. A parte vermelha do espectro da luz solar atravessa melhor o ar do que a parte azul. E vemos um sol vermelho. Quanto mais baixo o Sol desce no horizonte, maior é a “lupa” arejada através da qual o vemos e mais vermelho ele é.

Pela mesma razão, o Sol nos parece ter um diâmetro muito maior do que durante o dia: a camada de ar desempenha o papel de uma lupa para um observador terrestre.

O céu ao redor do sol poente pode ter cores diferentes. O céu fica mais bonito quando o ar contém muitas pequenas partículas de poeira ou água. Essas partículas refletem a luz em todas as direções. Neste caso, ondas de luz mais curtas são espalhadas. O observador vê raios de luz de comprimentos de onda mais longos, razão pela qual o céu parece vermelho, rosa ou laranja.

Luz visívelé um tipo de energia que pode viajar pelo espaço. A luz do Sol ou de uma lâmpada incandescente parece branca, embora na realidade seja uma mistura de todas as cores. As cores primárias que compõem o branco são vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, índigo e violeta. Essas cores se transformam continuamente umas nas outras, portanto, além das cores primárias, há também um grande número de tonalidades diversas. Todas essas cores e tonalidades podem ser observadas no céu em forma de arco-íris que aparece em uma área de alta umidade.

O ar que preenche todo o céu é uma mistura as menores moléculas gás e pequenas partículas sólidas, como poeira.

Os raios solares, vindos do espaço, começam a se espalhar sob a influência dos gases atmosféricos, e esse processo ocorre de acordo com a Lei de Espalhamento de Rayleigh. À medida que a luz viaja pela atmosfera, a maioria dos longos comprimentos de onda do espectro óptico passa inalterada. Apenas uma pequena parte das cores vermelha, laranja e amarela interage com o ar, esbarrando em moléculas e poeira.

Quando a luz colide com moléculas de gás, a luz pode ser refletida em várias direções. Algumas cores, como o vermelho e o laranja, chegam diretamente ao observador ao passarem diretamente pelo ar. Mas a maior parte da luz azul é refletida pelas moléculas de ar em todas as direções. Isso espalha a luz azul por todo o céu e faz com que pareça azul.

No entanto, muitos comprimentos de onda mais curtos de luz são absorvidos pelas moléculas de gás. Uma vez absorvida, a cor azul é emitida em todas as direções. Está espalhado por todo o céu. Não importa para que direção você olhe, parte dessa luz azul espalhada atinge o observador. Como a luz azul é visível em todos os lugares acima, o céu parece azul.

Se você olhar para o horizonte, o céu terá uma tonalidade mais pálida. Este é o resultado da luz percorrer uma distância maior através da atmosfera para chegar ao observador. A luz dispersa é espalhada novamente pela atmosfera e menos cor azul chega ao olho do observador. Portanto, a cor do céu próximo ao horizonte parece mais pálida ou até mesmo completamente branca.

Por que o espaço é negro?

Não há ar no espaço sideral. Como não existem obstáculos nos quais a luz possa ser refletida, a luz viaja diretamente. Os raios de luz não são dispersos e o “céu” parece escuro e preto.

Atmosfera.

A atmosfera é uma mistura de gases e outras substâncias que circundam a Terra na forma de uma concha fina e quase transparente. A atmosfera é mantida no lugar pela gravidade da Terra. Os principais componentes da atmosfera são nitrogênio (78,09%), oxigênio (20,95%), argônio (0,93%) e dióxido de carbono (0,03%). A atmosfera também contém pequenas quantidades de água (em diferentes locais sua concentração varia de 0% a 4%), partículas sólidas, gases néon, hélio, metano, hidrogênio, criptônio, ozônio e xenônio. A ciência que estuda a atmosfera é chamada de meteorologia.

A vida na Terra não seria possível sem a presença de uma atmosfera, que fornece o oxigênio que precisamos para respirar. Além disso, a atmosfera desempenha outra função importante - equaliza a temperatura em todo o planeta. Se não houvesse atmosfera, então em alguns lugares do planeta poderia haver um calor escaldante, e em outros lugares frio extremo, a faixa de temperatura poderia flutuar de -170°C à noite a +120°C durante o dia. A atmosfera também nos protege das radiações nocivas do Sol e do espaço, absorvendo-as e dispersando-as.

A estrutura da atmosfera

A atmosfera consiste em camadas diferentes, a divisão nessas camadas ocorre de acordo com sua temperatura, composição molecular e propriedades elétricas. Essas camadas não possuem limites claramente definidos, elas mudam sazonalmente e, além disso, seus parâmetros mudam em diferentes latitudes.

Homosfera

Os 100 km inferiores, incluindo a Troposfera, Estratosfera e Mesopausa.
Representa 99% da massa da atmosfera.
As moléculas não são separadas por peso molecular.
A composição é bastante homogênea, com exceção de algumas pequenas anomalias locais. A homogeneidade é mantida por mistura constante, turbulência e difusão turbulenta.
A água é um dos dois componentes que estão distribuídos de forma desigual. À medida que o vapor d'água sobe, ele esfria e condensa, retornando ao solo na forma de precipitação - neve e chuva. A própria estratosfera é muito seca.
O ozônio é outra molécula cuja distribuição é desigual. (Leia abaixo sobre a camada de ozônio na estratosfera.)

Heterosfera

Estende-se acima da homosfera e inclui a Termosfera e a Exosfera.
A separação das moléculas nesta camada é baseada na sua pesos moleculares. Moléculas mais pesadas, como nitrogênio e oxigênio, estão concentradas na parte inferior da camada. Os mais leves, hélio e hidrogênio, predominam na parte superior da heterosfera.

Divisão da atmosfera em camadas dependendo de suas propriedades elétricas.

Atmosfera neutra

Abaixo de 100 km.

Ionosfera

Aproximadamente acima de 100 km.
Contém partículas eletricamente carregadas (íons) produzidas pela absorção de luz ultravioleta
O grau de ionização muda com a altitude.
Diferentes camadas refletem ondas de rádio longas e curtas. Isso permite que os sinais de rádio que viajam em linha reta se dobrem em torno da superfície esférica da Terra.
Auroras ocorrem nessas camadas atmosféricas.
Magnetosferaé a parte superior da ionosfera, estendendo-se até aproximadamente 70.000 km de altitude, esta altitude depende da intensidade do vento solar. A magnetosfera nos protege das partículas carregadas de alta energia do vento solar, mantendo-as no campo magnético da Terra.

Divisão da atmosfera em camadas dependendo de suas temperaturas

Altura da borda superior troposfera depende das estações e da latitude. Estende-se desde a superfície terrestre até uma altitude de aproximadamente 16 km no equador e até uma altitude de 9 km nos Pólos Norte e Sul.

O prefixo "tropo" significa mudança. Mudanças nos parâmetros da troposfera ocorrem devido às condições climáticas - por exemplo, devido ao movimento das frentes atmosféricas.
À medida que a altitude aumenta, a temperatura cai. O ar quente sobe, depois esfria e volta para a Terra. Esse processo é chamado de convecção e ocorre como resultado do movimento das massas de ar. Os ventos nesta camada sopram predominantemente verticalmente.
Esta camada contém mais moléculas do que todas as outras camadas combinadas.

Estratosfera- estende-se de aproximadamente 11 km a 50 km de altitude.

Possui uma camada de ar muito fina.
O prefixo “strato” refere-se a camadas ou divisão em camadas.
A parte inferior da Estratosfera é bastante calma. Os aviões a jato costumam voar para a estratosfera inferior para evitar o mau tempo na troposfera.
No topo da estratosfera existem ventos fortes conhecidos como correntes de jato de alta altitude. Eles sopram horizontalmente a velocidades de até 480 km/h.
A estratosfera contém " camada de ozônio", localizado a uma altitude de aproximadamente 12 a 50 km (dependendo da latitude). Embora a concentração de ozono nesta camada seja de apenas 8 ml/m 3, é muito eficaz na absorção dos raios ultravioleta nocivos do sol, protegendo assim a vida na Terra. A molécula de ozônio consiste em três átomos de oxigênio. As moléculas de oxigênio que respiramos contêm dois átomos de oxigênio.
A estratosfera é muito fria, com uma temperatura de aproximadamente -55°C na parte inferior e aumentando com a altitude. O aumento da temperatura se deve à absorção dos raios ultravioleta pelo oxigênio e pelo ozônio.

Mesosfera- estende-se por altitudes de aproximadamente 100 km.

Olhando para o céu num dia bonito, desde a infância nos habituamos à sua cor azul durante o dia e escarlate ao pôr-do-sol e ao nascer do sol. A cor azul do céu é tão familiar aos nossos olhos que muitas vezes não surgem dúvidas sobre por que a cor do céu é azul e não, por exemplo, verde ou amarelo. Na verdade, por que o céu é azul se a principal fonte de luz da Terra é o Sol, que brilha em amarelo? (Só não se apresse em verificar a cor do Sol sem proteção para os olhos).

Qual é realmente a cor do sol?

Acontece que a luz que vem do Sol tem cores diferentes. Na verdade, o Sol brilha com luz azul, verde, amarela e vermelha. Isso foi descoberto no século 17 por Newton. Vemos o Sol como amarelo porque ele emite o amarelo com mais força, e só podemos ver outras cores com a ajuda de equipamentos especiais. A luz amarela é tão intensa que uma pessoa não consegue distinguir outras cores em seu fundo. É como tentar notar uma pequena lanterna verde ou azul contra um enorme holofote amarelo.

Como a luz chega à superfície da Terra?

Imagine raios de todas as cores do arco-íris vindo do Sol para a Terra. No vácuo do espaço, entre o Sol e a Terra, os raios solares voam na mesma direção e na mesma velocidade. Mas tudo muda quando a luz do Sol atinge a atmosfera terrestre. Os raios solares colidem com as moléculas de ar (consistindo principalmente de oxigênio e nitrogênio) e mudam de direção - elas são dispersas. Vamos observar o processo de dispersão da luz. Aqui está um pequeno “pedaço” de luz solar – um fóton – voando para a atmosfera da Terra; e imediatamente alguma molécula de ar fica no seu caminho. O fóton “atinge” essa molécula e se desvia ligeiramente de seu caminho original. Depois de voar um pouco mais, o fóton colidirá novamente com uma molécula de ar e mudará de direção novamente. Quando esse “viajante desonesto” chegar aos nossos olhos, ele terá tempo de colidir com bilhões de moléculas e mudar a direção do movimento aproximadamente o mesmo número de vezes. A luz que passa pela atmosfera terrestre muda tanto de direção que os fótons começam a se mover em todas as direções, até mesmo em direção ao Sol. É por isso que durante o dia o céu brilha mesmo no lado oposto ao Sol.

Por que o céu é azul?

Acontece que a cor da luz afeta muito a capacidade de “pedaços de luz” individuais mudarem de direção após colidir com moléculas de ar. Quanto mais azul a luz, mais facilmente ela muda a direção do seu movimento quando espalhada na atmosfera. Isso significa que a luz azul é melhor espalhada e a turquesa é um pouco pior. As luzes verde e amarela mudam de direção pior do que a turquesa. Bem, muito menos, ao passar pela atmosfera, a luz vermelha muda de direção. Ele se espalha cerca de 10 vezes pior que o azul. Portanto, verifica-se que a luz azul que vem do Sol está espalhada por todo o céu, e parece-nos que o céu fica azul. Se a natureza fosse estruturada de forma diferente e, por exemplo, a luz verde fosse melhor espalhada, então o nosso céu seria verde.

Por que o céu fica vermelho ao pôr do sol e ao nascer do sol?

Quando o Sol se põe ou nasce, a luz solar tem que passar através de uma camada mais espessa de ar antes de chegar aos nossos olhos. Isso significa que os fótons que atingem a Terra ao pôr do sol ou ao nascer do sol sofrerão muito mais colisões com moléculas de ar do que aqueles que atingem a Terra durante o dia. O aumento do número de colisões faz com que até a luz vermelha comece a se espalhar, fazendo com que o céu próximo ao Sol fique escarlate ao pôr do sol ou ao nascer do sol.

Konstantin Kudinov

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“Mãe, por que o céu é azul e não vermelho ou amarelo?” Esta frase confunde muitos pais. Acontece que nós, adultos, ao apresentarmos o nosso bebé ao mundo que nos rodeia, não sabemos nós próprios a resposta a uma “pergunta tão complexa”? e simplesmente, sem saber o que responder ao nosso filho, mudamos de assunto, ou, para chegar a uma explicação acessível à criança, temos que quebrar a cabeça. Portanto, vamos descobrir por que o céu é azul e como explicar isso a uma criança pequena de uma forma simples.

A luz, composta por sete cores espectrais, passa pela atmosfera. Os fótons solares colidem com as moléculas de gás no ar, causando sua dispersão. E o mais interessante é que depois disso o número de partículas que emitem uma curta onda azul passa a ser oito vezes maior que outras. Acontece que diante de nossos olhos, a luz solar a caminho da Terra passa de branca para azul.

Como explicar tudo isso para uma criança? É muito cedo para falar em fótons de raios solares colidindo com moléculas de gás. Oferecemos várias versões da resposta a esta difícil pergunta.

A luz solar é composta por 7 cores combinadas: vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, índigo e violeta. (Olhe as fotos com o espectro, lembre-se do arco-íris.) Cada raio passa por uma espessa camada de ar bem acima de nós, como se passasse por uma peneira. Todas as cores ficam salpicadas neste momento e é o azul que fica mais visível, porque é o mais persistente.
O ar parece claro, mas na verdade tem uma tonalidade azulada. O sol está muito longe. Quando olhamos para o céu, vemos uma camada de ar muito espessa, tão espessa que vemos que é azul. Você pode pegar o celofane transparente, dobrá-lo várias vezes e ver como ele muda de cor e transparência. E então faça uma analogia.
O ar que nos rodeia consiste em partículas minúsculas e em constante movimento (gases, partículas e partículas de poeira, vapor de água). Eles são tão pequenos que só podem ser vistos com a ajuda de dispositivos especiais - microscópios. E a luz solar combina 7 cores. O feixe que passa pelo ar colide com partículas minúsculas e suas tonalidades constituintes são separadas. E como o azul predomina no esquema de cores, é isso que vemos. Aqui você precisa mostrar o espectro à criança.
Ou pode ser bem simples - o sol colore o ar de azul.

E se a criança for muito pequena e for muito cedo para falar sobre espectros? , então você pode simplesmente inventar alguma coisa? (opções de fóruns)

gatinha Bom, por exemplo, assim: vive um bruxo no mundo que tem um pincel com lindas tintas azuis, ele acorda, e para deixar as crianças leves e felizes, ele tira a tinta azul e pinta o céu com ela, a tinta também é mágica - não derrama e seca imediatamente? , mas quando ele está chateado, o céu não é azul, mas azul escuro, e a tinta não seca, mas chove, e o bruxo tem uma irmã fada, e quando ela vê que as crianças estão cansadas, ela pinta o céu em uma cor escura e joga estrelas para que não fique muito escuro - e aí as crianças têm sonhos coloridos?

Vladimir Gor Existem muitos mares e oceanos na terra (mostre no mapa) e em dias de sol a água se reflete no céu e o céu fica tão azul quanto a água dos oceanos e mares, assim como acontece no espelho (mostre em o espelho algo azul). Isso será suficiente para a criança satisfazer sua curiosidade.

Chena Uma fada estava voando, ela tinha tintas na cesta, um frasco de tinta azul caiu e a tinta derramou, então o céu está azul. Em geral, tudo depende da idade do bebê...

É muito importante envolver o seu filho na discussão. Às vezes, convide sua garota do porquê a pensar primeiro na resposta à pergunta. Tente sugerir, leve-o a conclusões. E então discuta e resuma as informações. O bebê precisa de sua atenção, reconhecimento de seus interesses e respeito nas primeiras tentativas de compreender o mundo. Dessa forma, você ajudará a desenvolver em seu filho uma personalidade aberta e curiosa.

Também lemos: Como explicar a uma criança de onde vêm os bebês

O sol, que aquece e ilumina a nossa Terra, graças ao qual o mundo se pinta em cores diferentes, emite luz branca pura. Mas quando olhamos para o céu, vemos as cores azul e ciano. Por que não o branco, já que a cor dos raios solares é inicialmente esta e o ar é transparente?

Por que vemos o céu azul?

A cor branca é composta pelas sete cores do arco-íris. Ou seja, o branco é uma mistura de vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, índigo, violeta. A atmosfera da Terra consiste em uma mistura de gases. Os raios do sol, atingindo a Terra, encontram moléculas de gás. Aqui os raios são refletidos e decompostos em sete cores do espectro. Os raios do espectro vermelho (inclui: vermelho, laranja, amarelo) são mais longos, em sua maioria passam diretamente para a terra, sem permanecer na atmosfera. Os raios do espectro azul (verde, ciano, índigo, violeta) têm comprimento de onda curto. Eles ricocheteiam nas moléculas de ar em diferentes direções (espalham-se) e preenchem as camadas superiores da atmosfera. Portanto, todo o céu é permeado por luz azul, espalhando-se em diferentes direções.

Vale esclarecer por que não vemos o céu como verde, mas como azul. Isso acontece porque as cores do espectro azul se misturam, resultando em um céu azul. Além disso, o olho humano percebe melhor a cor azul do que, por exemplo, o violeta. Depois, outro ponto interessante é por que o céu é azul e o pôr do sol é vermelho. O fato é que durante o dia os raios solares são direcionados perpendicularmente à superfície da Terra, e durante o pôr do sol e o nascer do sol - em ângulo. Com esta posição dos raios em relação à Terra, eles têm que percorrer longas distâncias na atmosfera, de modo que as ondas de curto espectro vão para os lados e se tornam invisíveis, e as ondas de longo espectro ficam parcialmente espalhadas pelo céu. É por isso que vemos o pôr do sol e o nascer do sol nas cores vermelho-laranja.

Como explicar a uma criança porque o céu é azul?

Agora que nós mesmos descobrimos a cor do céu, vamos pensar em como torná-la acessível às crianças para explicar a questão de por que o céu é azul. Por exemplo, você pode fazer isso: os raios do sol, atingindo a atmosfera da Terra, encontram as moléculas do ar. Aqui o raio solar é decomposto em ondas de luz coloridas. Como resultado, a luz vermelha, laranja e amarela continua a se mover em direção à Terra, e as cores do espectro azul são atrasadas em camadas superiores atmosfera e estão distribuídos pelo céu, colorindo-o de azul.

Conhecendo seus filhos e seu nível de conhecimento sobre nosso planeta, você poderá entender por si mesmo como é mais fácil explicar a seu filho por que o céu é azul.

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Vamos falar sobre porque o céu é azul numa linguagem acessível às crianças. Esta informação será útil para as crianças e seus pais.

Quando crianças olham para o céu, eles veem um azul infinito. Muitos chegam a passar o dia inteiro na grama, observando as nuvens. Está na hora explicar às crianças Por que o céu ainda está azul?

Para dar completo explicação para crianças, pais deve considerar as razões que podem levar a este fenômeno. Mas pode ser difícil. Na escola você já ouviu falar sobre a existência de uma atmosfera. É uma mistura de moléculas (vários gases) que circundam o planeta. Dependendo da localização do seu país e cidade, pode haver mais água (perto do oceano) ou poeira (se houver um vulcão ou deserto próximo) na atmosfera.

Avançar para os mais pequenos necessário explicar conceito de ondas de luz. A luz é energia transmitida em ondas. Cada tipo define sua própria onda, oscilando em campos magnéticos e energéticos. A luz é dividida em vários tipos, que podem ser mais longos (ou mais curtos). Crianças Devemos lembrar que a luz faz parte de um grande grupo - “campos eletromagnéticos”. O visível (que observamos com os próprios olhos) faz parte disso. Consiste em todo um fluxo de cores, nomeadamente todo o espectro do arco-íris: vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, índigo e violeta.

A luz viaja em linha reta, o que é chamado de “velocidade da luz”. Ele viaja até encontrar um obstáculo na forma de um grão de poeira ou uma gota d’água. Então tudo depende do tamanho do comprimento de onda e do objeto. A poeira e a água são maiores que o comprimento de onda, então a luz é refletida - “reflexo”. Ele se espalha em diferentes direções, mas permanece branco porque continua a conter todo o espectro do arco-íris. Mas as moléculas de gás são menores. Portanto é necessário explicar às crianças que esta colisão leva a resultados diferentes.

Neste caso, a luz não é refletida, mas sim absorvida pela molécula. Então ele se enche e começa a emitir um pouco da cor. Embora agora ainda contenha todo o espectro, destaca um espectro específico. A alta frequência (azul) é absorvida mais rapidamente do que a baixa frequência (vermelho). Este processo científico foi descoberto e descrito na década de 1870 pelo físico inglês Lord John Rayleigh. É por isso que o fenômeno foi chamado de “espalhamento de Rayleigh”.

Esta é a razão pela qual admiramos o céu azul. Quando a luz passa pelo ar, a parte vermelha ou amarela não é utilizada. Mas o azul é absorvido e refletido. Isso é especialmente perceptível quando se olha o horizonte à distância. A cor azul então parece mais clara.

Existem milhões de perguntas para as quais, quando crianças, não recebemos resposta e, como adultos, simplesmente temos vergonha de perguntar. Um desses

E tudo ficaria bem, você pode viver sem esse conhecimento, mas quando uma criança começa a fazer perguntas tão complicadas aos pais, muitas vezes eles ficam com vergonha e começam a mudar de assunto. Aí a criança cresce sem saber a resposta, tem seus próprios filhos e tudo se repete. Vamos quebrar esse “círculo vicioso” e descobrir as razões pelas quais o céu é azul. Vamos considerar a questão de todos os pontos de vista possíveis.

O fenômeno do céu azul do ponto de vista da física

Vamos ver se entendi, o céu é azul porque a atmosfera da Terra dispersa a luz do sol. Todas as pesquisas realizadas nos últimos 200-300 anos se resumem exatamente a isso. Consideremos vários axiomas que influenciam o fenômeno do céu azul:

A luz branca do sol é uma combinação de diferentes fluxos de cores. A cor branca não existe “separadamente”. Como todos sabem, existem apenas 7 cores (vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, índigo, violeta), as outras cores são obtidas apenas combinando-as. A cor branca é obtida pela combinação de todas as sete cores. Vale considerar que essas são as cores que podemos distinguir a olho nu.
A atmosfera não está vazia, é composta por muitos gases: nitrogênio (78%), oxigênio (21%), dióxido de carbono, água em seus vários estados (vapor, cristais de gelo). Também há muita poeira e elementos de vários metais flutuando ao nosso redor. Todos eles distorcem a luz branca do sol.
O ar que nos rodeia e que respiramos é na verdade opaco. Pelo menos em grandes quantidades. Afinal, não vivemos no vácuo.

Prosseguiremos com base nesses três fatos.

História

No século 19, um cientista chamado John Tyndall conduziu uma pesquisa que provou que vemos o céu azul por causa das partículas na atmosfera. Em seu laboratório, ele criou artificialmente uma névoa com partículas de poeira e direcionou um feixe branco brilhante para ela - a cor da névoa mudou para azulada. 30 anos depois, em 1899, o físico Rayleigh refutou a pesquisa de seu antecessor e publicou evidências de que o céu é azul graças às moléculas de ar, não há poeira nele. Chamado este fenômeno“radiação difusa do céu” você pode ler sobre isso em detalhes na Wikipedia.

A resposta para a pergunta por que o céu é azul

O que é luz? A luz é um fluxo de fótons, alguns podemos detectar com nossos olhos e outros não. Assim, por exemplo, vemos o espectro padrão de cores, mas não vemos o ultravioleta, que também é emitido pelo sol. A cor que vemos depende do “comprimento de onda” desse fluxo. A cor que você obtém depende desse comprimento de onda.

Então aqui está. Determinamos que o Sol nos envia quanta com um comprimento de onda que corresponde cor branca, mas como ele fica azul ao passar pela atmosfera? Vejamos o exemplo de um arco-íris. Um arco-íris é um exemplo direto da refração da luz e sua divisão em um espectro. Você pode criar seu próprio arco-íris usando um prisma de vidro em casa. A decomposição da cor em um espectro é chamada de dispersão.

Então, nosso céu funciona como um prisma. A maior parte da luz branca muda seu comprimento de onda à medida que passa pelas moléculas de gás na atmosfera. Como resultado, os fótons que “sai” das moléculas têm uma cor diferente. Essa cor pode ser roxa, vermelha ou azul.

Por que vemos o azul e não o vermelho?

A cor que acabamos vendo quando a luz passa do Sol para a Terra depende de quais fótons predominam. Por exemplo, quando a luz passa pela atmosfera, o número de quanta azuis é 8 vezes maior que o vermelho e o violeta 16 vezes! Isso se deve aos comprimentos de onda muito diferentes, de modo que o violeta e o azul estão fortemente dispersos, enquanto o vermelho e o amarelo estão muito mais dispersos. Com base nessa teoria, o céu deveria ser roxo, mas não é. Isso se deve ao fato de que o violeta é percebido muito pior pelo olho humano, ao contrário do azul. Por isso céu azul.

Vídeo sobre por que o céu é azul:

Por que o céu é azul durante o dia e o pôr do sol é vermelho?

Tudo, novamente, está relacionado à dispersão de cores. O ângulo de incidência da luz branca solar torna-se menor e a luz passa por mais moléculas de ar, o comprimento de onda da luz aumenta. Essa quantidade é suficiente para dissipar até a cor vermelha.

Resposta a uma pergunta para crianças

Se uma criança lhe fizer uma pergunta sobre o céu azul, você, é claro, não lhe contará sobre dispersão, espectros e fótons. Basta citar o livro infantil “100 Porquês das Crianças”, de Tatyana Yatsenko:

Geralmente desenhamos os raios do sol em amarelo. Mas, na verdade, a luz do sol é branca e consiste em sete cores. Estas são as cores do arco-íris: vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, índigo, violeta. O ar não permite a passagem de todas as cores, apenas o azul, o índigo e o violeta. Eles pintam o céu.

Seria o suficiente. Em nosso site você também pode baixar uma apresentação sobre o tema: “Por que o céu é azul” no link: prezentaciya-pochemu-nebo-goluboe Pode ser útil nas aulas da escola.

A luz solar branca é composta pelas sete cores do arco-íris e chega até nós em ondas. O ar dispersa essas ondas. Ele espalha pior as ondas longas e melhor as ondas curtas. A luz azul tem um comprimento de onda curto, e é por isso que vemos o céu azul.

Resposta detalhada do ponto de vista da física

Os raios solares chegam ao nosso planeta através de uma espessa camada de atmosfera, que em si é transparente, mas nada vazia: consiste em 78% de nitrogênio e 21% de oxigênio, e também inclui vapor, gotículas de água, minúsculos cristais de gelo e partículas sólidas terra poeira e sal marinho, fuligem e cinzas. Rompendo as camadas heterogêneas da atmosfera, os raios solares se espalham - ocorre a difração, ou seja, a divisão da luz em componentes.

A luz branca é composta pelas sete cores do espectro – vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, índigo e violeta – e viaja em ondas. Cada cor tem seu próprio comprimento de onda.

As cores azul, índigo e violeta pertencem à parte de ondas curtas do espectro, portanto estão fortemente espalhadas na atmosfera. Aos nossos olhos, uma mistura dessas cores aparece como azul. Ao nascer e ao pôr do sol, os raios solares tornam-se mais longos e aproximam-se da Terra em um ângulo mais nítido - e observamos como o azul se dissipa completamente por um tempo: é substituído por tons vermelhos e amarelos da parte de ondas longas do espectro.

Os tons azuis que às vezes podem ser observados no céu são explicados pela heterogeneidade da composição da atmosfera - ao passar por ela, mesmo as ondas de luz azul não são espalhadas igualmente.

A lei física da dispersão da luz é chamada de lei de Rayleigh em homenagem ao físico inglês que a descobriu e afirma que a intensidade da luz espalhada é inversamente proporcional à quarta potência do comprimento de onda da luz. A fórmula é assim: I ~ 1/λ4

Para designers e programadores: a cor do céu azul

O interessante é que para cada designer e programador a cor do céu azul será designada de forma diferente - dependendo da percepção pessoal, porque azul é o nome coletivo de todo um grupo de tons claros de azul - e às vezes até com uma mudança sutil para verde. Cada uma dessas tonalidades possui suas próprias coordenadas de cores.

O mais próximo do azul espectral é o matiz 130 no espectro de cores. Sistema Windows, designado 00BFFF.

Curiosamente, no sistema CMYK, o ciano pode ser chamado de ciano, uma das principais cores do sistema, embora contenha um tom de verde. Em russo, a cor ciano é melhor descrita como “cor das ondas do mar”. Mas o mar costuma ser chamado de azul.

Canção “Sob o céu azul há uma cidade dourada”

A música mais famosa interpretada por Boris Grebenshchikov e seu grupo “Aquarium” chamada “City” não pertence a BG nem ao grupo. Sim, e no original chamava-se “Paraíso”. O autor do texto, o poeta emigrante Anri Volokhonsky, compôs esses poemas em 1972, após ouvir em disco uma melodia de cordas executada por V. Vavilov. Na capa do disco, a melodia foi atribuída descaradamente a Francesco da Milano, que não possui tal obra. Traços do autor da melodia original estão agora perdidos e diferentes intérpretes a interpretaram de maneira diferente.

E ouvimos o texto de Volokhonsky na versão de Grebenshchikov. Como todos sabem, BG canta: “Sob o céu azul...” No original - “Above”. O poeta se inspirou no livro do profeta Ezequiel, e a cidade acima do céu era, claro, a Jerusalém celestial.“Eu ainda não tinha visto a terrena”, disse Volokhonsky.

Aquário – “Sob o Céu Azul”

Você já se perguntou por que o céu é azul?

A resposta está na natureza da luz solar e em como ela interage com a atmosfera da Terra.

A luz solar parece branca com um tom amarelado, mas na verdade é composta por todas as cores do arco-íris. Quando a luz passa pela nossa atmosfera, ela é espalhada em todas as direções por gases e partículas no ar. A luz azul se espalha mais do que outras cores porque tem um comprimento de onda mais curto. É por isso que vemos o céu azul na maior parte do tempo.

A luz é uma forma de radiação eletromagnética, ou seja, é uma onda.

O diagrama acima mostra o comprimento de onda da luz. As linhas azuis mostram a intensidade do campo elétrico. Comprimento de onda é a distância entre picos sucessivos, rotulados como A no gráfico, ou vales sucessivos, rotulados como B no gráfico. Os comprimentos de onda são tão curtos que geralmente são medidos em nanômetros (nm). 1 nm é igual a um bilionésimo de metro. O olho humano é sensível à luz com comprimentos de onda que variam de 380 nm a 750 nm, e vemos diferentes comprimentos de onda de luz como cores diferentes.

Os olhos veem comprimentos de onda da seguinte forma:

380 a 430 nm como violeta
430 a 450 nm em azul escuro
450 nm a 500 nm como cor azul
500 a 570 nm como verde
570 a 600 nm como amarelo
600 nm a 630 nm como laranja
Vermelho 630 a 750 nm

A maioria das fontes de luz, incluindo o Sol, produz ondas de luz com uma mistura de diferentes comprimentos de onda. Se a quantidade de luz for comprimentos diferentes ondas (ou cores) estão presentes em proporções aproximadamente iguais, então o olho vê uma mistura de cores como o branco.

Dispersão de luz

No final do século XIX, o físico britânico Lord Rayleigh (1842-1919) explicou o fenômeno hoje denominado espalhamento de Rayleigh.

Rayleigh conseguiu mostrar que quando um feixe de luz passa pelo ar, uma pequena quantidade de luz é espalhada em todas as direções devido à interação com moléculas individuais na atmosfera. Isso é mostrado no diagrama abaixo.

Além disso, ele conseguiu mostrar que a fração de energia em um feixe de luz espalhado depende de duas coisas:

Em primeiro lugar, depende do número de moléculas de ar com as quais o feixe de luz colide. Quanto mais moléculas de ar ou mais atmosfera encontrar um feixe de luz, maior será a dispersão.
Em segundo lugar, quanto menor for o comprimento de onda da luz, maior será a dispersão. Portanto, se pegarmos um feixe de luz, como o do Sol, que contém múltiplas cores, então os comprimentos de onda mais curtos (luz violeta e azul) são mais espalhados do que os comprimentos de onda mais longos, como laranja e vermelho. Isso é mostrado no gráfico abaixo.

O céu azul que vemos é a luz azul do Sol, que é emitida pelas moléculas de ar em todas as direções através do espalhamento Rayleigh. Outra coisa que o diagrama mostra é que a luz violeta tem um comprimento de onda mais curto que a luz azul e se espalha ainda mais. No entanto, o céu na Terra não é roxo. Isso ocorre porque a intensidade da luz solar não é a mesma em todos os comprimentos de onda, ela contém relativamente pouco violeta em comparação com o azul.

Outro efeito de dispersão é que a cor do Sol parece amarelo-laranja em vez de branca para um observador na Terra. Embora o equilíbrio de cores seja tal que a luz solar se torne branca quando sai da superfície do Sol, mas quando encontra a atmosfera, a atmosfera dispersa a luz de comprimentos de onda curtos (violeta, azul e verde) mais do que de comprimentos de onda longos (amarelo, laranja e vermelho), e em O resultado é uma combinação de cores que parece mais amarela do que branca. Curiosamente, quando os astronautas olham para o Sol do espaço, este lhes parece branco.

Durante o nascer e o pôr do sol, quando o Sol está ligeiramente inclinado no céu, logo acima do horizonte, os raios solares devem viajar através de centenas de quilômetros de atmosfera antes de serem vistos. Como os raios do sol passam por muito mais quantidade moléculas na atmosfera, o grau de dispersão também é muito maior.

Conforme mostrado na tabela abaixo, praticamente todos os comprimentos de onda curtos e médios da luz (azul, verde e amarelo) são removidos dos raios solares, restando apenas os comprimentos de onda mais longos (laranja e vermelho). Isso explica por que o Sol aparece vermelho ao nascer e ao pôr do sol.

Céu na Lua

A Lua não tem atmosfera. Portanto, a dispersão Rayleigh da luz solar não ocorre e o céu parece completamente preto. O Sol parece mais branco porque os comprimentos de onda curtos não são removidos de sua luz como na Terra.

Um efeito interessante da falta de atmosfera é que os astronautas da Apollo que caminharam na Lua tiveram muita dificuldade em avaliar a que distância os objetos estavam. Na Terra, a atmosfera faz com que os objetos distantes pareçam ligeiramente nebulosos, mas na Lua este não é o caso.

Céu em Marte

Marte tem uma atmosfera muito tênue. A pressão do ar em Marte é apenas 0,7% da pressão da Terra. Há muito pouca atmosfera para a dispersão de Rayleigh. Antes das primeiras sondas espaciais pousarem em Marte em 1976, muitos cientistas espaciais esperavam que o céu de Marte fosse negro. Na verdade, o céu de Marte é marrom avermelhado. Isto se deve às partículas finas de pó de óxido de ferro marrom-avermelhado encontradas na atmosfera marciana.