Почему небо голубое?
Высота над уровнем моря, ландшафты и климат сильно меняются по мере перемещения по земному шару, но один фактор остается практически повсеместным. Все разнообразие Земли покрыто голубым небом. Но почему небо голубое? Это не отражение земных океанов. Настоящее объяснение требует немного физики частиц.
Мы видим голубое небо над собой из-за того, как свет от солнца взаимодействует с атмосферой Земли. Видимый спектр света содержит множество цветов, от красного до фиолетового. Когда все цвета смешиваются, свет кажется белым. Но когда белый свет, идущий от Солнца, достигает Земли, некоторые из цветов начинают взаимодействовать с молекулами и мелкими частицами в атмосфере.
Каждый цвет в спектре видимого света имеет свою длину волны. Например, красные и оранжевые световые волны имеют большую длину волны, а голубые и фиолетовые – гораздо меньшую. Именно более короткие длины волн могут быть рассеяны молекулами воздуха и газов в атмосфере Земли, то есть поглощены и переизлучены в другом направлении. Молекулы в атмосфере, в основном азот и кислород, рассеивают голубой и фиолетовый свет во всех направлениях благодаря явлению, называемому рэлеевским рассеянием. Именно это и делает небо голубым.
Несмотря на то что фиолетовый свет тоже рассеивается, есть несколько причин, по которым мы видим небо более голубым, чем фиолетовым. Во-первых, солнце не дает одинакового освещения всех цветов: в нем больше синего света, чем фиолетового, поэтому больше синего света рассеивается. Кроме того, наши глаза не одинаково реагируют на все цвета. Они менее чувствительны к фиолетовому свету, а значит, мы чаще видим голубые оттенки, чем фиолетовые.
Это преимущественное рассеивание синего света также играет роль в цветах восхода и заката. На закате, когда определенная точка становится все дальше и дальше от солнца, солнечный свет должен пройти большее расстояние через атмосферу, чтобы достичь ваших глаз. К тому времени, когда солнечный свет достигает вас, все голубые лучи уже рассеиваются. В результате оранжевые, красные и желтые волны – это все, что осталось для окраски заката.
Огромное голубое небо возникает благодаря сочетанию нескольких факторов. Если бы вы находились на другой планете, вы могли бы наблюдать совершенно другой цвет, в зависимости от молекул в атмосфере инопланетного мира, частиц пыли, кружащихся вокруг, или спектра света, исходящего от близлежащей звезды.