Приветствуем самых любознательных на страницах нашего сайта! Сегодня мы затронем вопрос, который нередко волнует пытливые умы (особенно детские), однако не каждый находит возможность разобраться, почему же всё-таки небо голубое , ведь воздух-то на самом деле прозрачный. Постараемся коротко на него ответить.
Если мы чего-то не знаем, то можно всегда отыскать ответ именно в Википедии. Так давайте же заглянем туда и посмотрим, что нам поведает сей ресурс.
Собственно говоря, вот ссылка на нужный материал.
Хорошо сказано в Википедии! Правда, как-то не очень понятно. Единственное, что как бы можно разобрать, так это тот факт, что солнечные лучи долетают до нашей атмосферы, с ними что-то происходит, и мы видим голубое небо. Нет, так не пойдет, давайте попробуем разобраться подробнее и более понятным языком, почему небо голубое.
На самом деле всему причиной такое понятие, как «рассеивание света »!
Итак, Солнце излучает лучи, которые имеют белый цвет. Белый, как известно, включает в себя все цвета видимого нам спектра. Свидетельство тому – радуга . Она возникает по той причине, что солнечный свет, попадая в капельки воды, преломляется и распадается на разные цвета. Голубое небо мы тоже наблюдаем по чем-то похожей причине.
Так образуется радуга Возможно вас заинтересует:
Дело в том, что в воздухе множество молекул газа, которые и рассеивают солнечный свет. Частицы света разлетаются в разные стороны, поэтому голубой цвет неба виден и землянам, и космонавтам с МКС в виде голубого ореола. Но почему же именно голубой , ведь в спектре как минимум семь цветов, как говорится: «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан!».
Интересный факт! В день человек вдыхает около 20 кг воздуха. Этот объём мы получаем, делая 22 000 вдохов день.
У каждого цвета имеется своя длина волны . На следующем рисунке можно посмотреть, как этот показатель разнится.
Фиолетовый рассеиваются слишком сильно, а цвета с зелёного по красный наоборот рассеиваются не очень интенсивно. Вот и получается, голубые и синие частицы - это золотая середина. Фиолетовый, несмотря на то, что он рассеивается лучше голубого, мы не замечаем из-за нашего восприятия: при одинаковой яркости голубой воспринимается нашим глазом гораздо лучше, чем его собрат.
Примерно так всё и происходит Вот неплохой видос на эту тему, который и нам помог разобраться в данном вопросе:
Конечно, предоставленная информация довольно утрирована и следовало бы заострить внимание на многих научных фактах и понятиях, но зато так более или менее понятно, почему небо голубое .
Сколько надежд связывало человечество с покорением космоса! Увы, в большинстве случаев надежды так и остались надеждами. Из всех космических объектов удалось побывать только на Луне, даже до Марса пока не долетели, так что о межпланетных путешествиях остаётся только мечтать. Помечтаем и мы! Ведь так интересно, что мы могли бы увидеть на других планетах? Скажем, какое там небо?
Для начала вспомним, почему у нас на Земле оно голубое. Это объясняется свойствами атмосферы, при прохождении через которую именно эта часть солнечного спектра более всего рассеивается, прочие же поглощаются. Соответственно, при другой атмосфере и цвет неба будет другим… если она вообще есть!
На Меркурии, например, атмосферы нет вообще, свет рассеивать нечему, так что небо всегда бывает чёрным, даже днём. Всё же день с ночью вы там не перепутаете: днём не увидите звёзд, Солнце затмевает их своим светом, ведь к Меркурию оно намного ближе, чем к Земле.
На Венере вы никогда не сможете увидеть ни звёзды, ни Солнце, т.к. атмосфера слишком плотная, а состоит она в основном из углекислого газа и азота. Такая атмосфера хорошо поглощает зелёные лучи и синие, преодолеть её удаётся красным и жёлтым, и потому небо на Венере имеет жёлтый оттенок, а в зените – темно-оранжевый. Картина производит весьма мрачное впечатление.
Атмосфера Марса разреженная по сравнению с земной, но в ней много пыли. Её частицы рассеивают свет, так что днём небо там светлое, как на Земле и звёзд не видно. Разреженная атмосфера всё же не может рассеивать свет настолько, чтобы небо окрасилось в голубой цвет, а марсианская пыль, богатая оксидами железа, имеет красноватый оттенок, поэтому небо на Марсе красновато-жёлтое. Голубым же оно становится только на закате, рядом с Солнцем, а вся остальная часть при этом приобретает розовый цвет.
На Юпитере небо голубое, только темнее, чем на Земле: ведь от Солнца он намного дальше. Увидеть там голубое небо можно только находясь выше облаков, которые покрывают Юпитер всегда. Ясных дней там не бывает. Что же касается облаков, то они либо белые (из аммиака), либо красновато-оранжевые. Эти облака не только необычно выглядят, но и ужасно пахнут из-за примесей серы. На небе Юпитера можно увидеть несколько спутников, и наиболее заметным будет Ио – чуть больше нашей Луны.
На Сатурне небо будет голубым, как на Земле, но только в верхних слоях атмосферы. При более глубоком погружении оно для наблюдателя будет «желтеть». Конечно, самое примечательная деталь сатурнианского неба – это знаменитые кольца Сатурна! Из верхних слоёв атмосферы они хорошо будут видны. Только не смотрите с экватора, там вы ничего не увидите, ведь кольца там достаточно тонкие – всего-то в один километр толщиной. Из других же районов планеты вы увидите проходящую через всё небо серебристую дугу, которая продолжает освещаться даже после захода Солнца.
Атмосфера Урана состоит из водорода и гелия, а в верхних слоях присутствует ещё и метан, прекрасно отражающий зелёные лучи и голубые, а вот красные он поглощает. От этого небо на Уране цвета аквамарина.
Атмосфера Нептуна по составу подобная той, которая опоясывает Уран, но количественное соотношение газов несколько иное и цвет неба синий.
Словом, на всех планетах Солнечной системы есть, на что посмотреть, по крайней мере, на небо! И хотя бы ради этого стоит долететь до них.
17:09 04/12/2016👁 1 695
Закат в Гусева. Снимок марсохода “Спирит”
Астрофизик Сантьяго Перес-Ойос об атмосфере Марса, эффекте Пуркинье и восприятии цвета марсианского неба человеческим глазом.
В настоящий момент есть много фотографий , но не все из них позволяют судить о цвете неба на этой . На многих из них слишком высок баланс белого, поэтому наше зрение не позволяет нам различить контрасты на этих фотографиях. К счастью, есть довольно интересные исследования, в которых ученые пытаются различить цвета на небе Марса и объяснить их физическими закономерностями.
В рамках программы “Mars Exploration Rover” ученые NASA доставили на красную планету , и “Bell III”. Они были оборудованы панорамными камерами Pancam Instrument. Ученые получили радиометрические калиброванные изображения, с помощью которых можно определить цвет неба. Данные изображений были трансформированы в физические величины (поток и сияние) с учетом спектральной чувствительности камеры и фильтров, солнечного излучения, достигающего поверхности Марса, и других факторов. “Spirit” и “Oppotunity” сфотографировали синевато-черное и черное небо в тех слоях , где нет пыли. Однако большую часть времени в атмосфере Марса много пыли, поэтому чаще всего небо другого цвета.
Цвет неба на Марсе зависит от того, как солнечное излучение рассеивается из прямого светового луча и освещает поверхность, а также от того, как рассеянные лучи поглощаются молекулами и частицами в атмосфере. Например, если бы не было никакой атмосферы, как на , то было бы темное небо и белое . На небо голубое из-за рэлеевского рассеяния, из-за которого молекулы с радиусом меньше длины волны радиации (примерно 1/10) лучше рассеиваются на более коротких волнах. При этом сечение рассеивания обратно пропорционально четвертой степени длины волны.
Атмосфера Марса гораздо тоньше, поэтому молекулярное рассеивание менее эффективно. Марсианская пыль, возможно, играет ту же роль, что и молекулы воздуха на Земле, которые рассеивают короткие волны света и способствуют формированию голубого неба и красного заката на Земле. На Марсе это работало бы так же, если бы частицы рассеивали свет без какого-либо поглощения. Однако марсианская пыль богата голубым поглощающим оксидом железа, который производит обратный эффект и просто уводит короткие волны света от потока излучения.
Марсоход “Оппортьюнити”, находясь высоко на краю кратера Виктория, в течение месяца в 2007 году вглядывался в даль, и здесь можно увидеть, как марсианский воздух становился все более непрозрачным из-за пылевой бури.
Марсоходы сделали снимки «темного желтовато-коричневатого» неба в обычной ситуации, когда много пыли остается в атмосфере Марса. Но так как иногда из-за пыли небо кажется более голубым (из-за рассеивания света) или красным (из-за поглощения света), здесь нужно более глубинное понимание. Курт Элерс и его коллеги провели исследование, которое ценится всеми, кто знаком с атмосферной оптикой. Элерс и коллеги рассмотрели комплексный эффект от пыли микронного размера, поглощающей синий свет, и продемонстрировали, что покраснение немного более эффективно и ведет к желтовато-коричневому цвету неба в «пыльных ситуациях». Кроме того, более длинные волны (красные) и более короткие волны (синие) рассеиваются очень по-разному, производя интересные эффекты, такие как голубое свечение, которое следует за Солнцем на пути к небу Марса.
Согласно этому исследованию, небо желтовато-коричневатого цвета, а Солнце светится голубым и особенно хорошо видно во время заката. Но это все сложнее, чем можно представить. Так как Марс находится на расстоянии 1,5 от Солнца, количество света на поверхности вдвое меньше, чем на Земле. Из-за недостаточного освещения наши глаза переключают чувствительность на голубой свет, потому что мы переключаемся от использования колбочек, чувствительных к цвету, на использование палочек, не воспринимающих цвета. Это называется эффект Пуркинье. Поэтому первый астронавт, который окажется на Марсе, вероятно, опишет небо более голубым, чем можно ожидать.
По материалам
Начнем с того, что определим что же такое небо. Небо — это пространство над поверхностью Земли (или любого другого небесного тела). А цвет — это субъективная характеристика объекта. Мы определяем цвет как ощущение, которое у нас возникает при попадании в глаза определенных световых лучей, которые излучаются источником света или отражаются от какого-либо предмета. Так какого цвета может быть небо, если это пространство, атмосфера, воздух? Оно должно быть прозрачно, не иметь никакого цвета.
Но мы знаем, что небо не вакуум, в атмосфере Земли содержатся капельки воды, различные газы, частицы пыли. Все это маленькие тела, которые отражают и поглощают солнечный свет. Именно рассеивание света на этих телах и определяет то, какого цвета мы видим небо.
Однако, солнечный свет проходит большее расстояние, прежде чем попадает в глаз наблюдателю, и синие, зеленые и желтые цвета солнечного спектра сильно рассеиваются и поглощаются атмосферой. До нашего зрения доходит только самое длинноволновое излучение. Поэтому приобретает оранжево-красный оттенок.
А какого цвета небо на других планетах Солнечной системы? Это зависит, прежде всего, от атмосферы этих планет. Например, на Луне, Меркурии и Плутоне атмосферы нет. Ничто не мешает солнечному свету и свету звезд попадать на поверхность. Свет не рассеивается по пути и, поэтому небо на Луне черное, и на нем ярко мерцают звезды, в том числе Солнце.
На Венере небо кажется желтым, с серым оттенком у горизонта, и оранжевое в зените. Состав атмосферы Венеры таков, что в ней поглощаются синие и зеленые лучи солнечного света, а те лучи, которым удается пройти через атмосферу Венеры, придают небу такой оттенок.
На Марсе небо желто-оранжевое. Причина в том, что атмосфере Марса много пыли, которая имеет красноватый цвет. Во время восхода и захода Солнца марсианское небо в зените имеет красновато-розовый цвет, а в непосредственной близости к диску Солнца - от голубого до фиолетового.
Небо Сатурнаголубое, как и на Земле. А на Уране небо имеет красивый аквамариновый цвет. Причина этого кроется в составе атмосферы Урана и её температуре. В верхних слоях водородно-гелиевой атмосферы постоянно присутствует метановая дымка. Метан хорошо поглощает красные лучи и отражает голубые и зелёные. Поэтому небо Урана имеет красивый аквамариновый цвет. На Нептунеменьше водорода и гелия, но газ метан в атмосфере сильно поглощает красные лучи. В результате небо на Нептуне синее.
Ну а Юпитер не имеет твердой поверхности, он состоит из газа, который уплотняется в глубине. Вокруг Юпитера формируются сплошные плотные облака. Цвета облаков изменяются с высотой: нижние облака голубые, потом идут коричневые и белые, и, наконец, красные — самые верхние. Иногда можно увидеть более низкие слои через дыры в верхних. Поэтому на фотографиях из космоса Юпитер выглядит таким разноцветным.
21 мая 2015, 00:50Видео заходящего солнца выше было сделано с помощью марсохода «Оппортьюнити», который бороздил марсианские ландшафты более 10 лет.
Когда Солнце заходит или поднимается на Земле, оно сжимается как дыня из-за атмосферной рефракции (преломления). Толстый слой воздуха, прилегающий к горизонту, изгибает свет Солнца наверх, выталкивая дно солнечного диска в верхнюю половину, которая меньше подвержена рефракции, поскольку находится выше. Как только Солнце поднимается достаточно высоко и мы уже смотрим на него через меньший слой атмосферы, рефракция убывает и диск снова становится круглым.
Можно много раз пересмотреть видео марсианских закатов, но форма Солнца не изменится. Догадываетесь, почему? Потому что воздух слишком тонкий, чтобы рефракция была хоть сколько-нибудь заметна.
Сумерки задерживаются на Красной планете дольше, поскольку взвешенная в стратосфере пыль отражает свет Солнца в течение двух или более часов после захода Солнца.
Итак, само видео:
А это снимки марсианского заката, сделанные «Кьюриосити»
Во время восхода и захода Солнца марсианское небо в зените имеет красновато-розовый цвет, а в непосредственной близости к диску Солнца - от голубого до фиолетового.
А какое же небо на других планетах?
На Луне, а также на Меркурии атмосферы нет. Ничто не отражает лучи света. Поэтому небо черное и на нем ярко мерцают звезды. Но с поверхности Луны открывается потрясающий вид на нашу планету.
Плутон
Об атмосфере Плутона известно… почти ничего не известно. Мы знаем, что она довольно велика, но крайне разрежена. Кроме того, состав и величина атмосферы Плутона меняется в зависимости от расстояния до Солнца. Дело в том, что при движении по орбите расстояние между этой карликовой планетой и Солнцем меняется почти в два раза. Поэтому, когда Плутон далеко от Солнца, его атмосфера съёживается: газы замерзают и выпадают на планету в виде льда. Когда Плутон подходит к Солнцу ближе, немного льда испаряется, и атмосфера Плутона увеличивается. Поэтому говорить о том, какого цвета небо Плутона, довольно сложно.
Предположительно такой вид открывается с Плутона:
Венера
Атмосфера Венеры настолько плотная, что через её толщу днём на небе нельзя разглядеть Солнце, а уж звёзды ночью и подавно никто не увидит. Советские зонды серии «Венера» передали несколько цветных снимков с поверхности. Судя по ним, небо на Венере тёмно-оранжевого или красного цвета.
Такой снимок передал аппарат Венера-13 (это обработка старых черно-белых фотографий, основанная на вычислениях).
Сатурн
Небо Сатурна может оказаться самым впечатляющим. Состав атмосферы Сатурна таков, что небо у границы атмосферы должно казаться голубым и желтеть с погружением вглубь. Все газовые планеты имеют кольца, но в отличие от других, Сатурн – обладатель самых заметных и больших колец. Они очень хорошо видны из верхних слоёв атмосферы.
Представьте себе огромную серебряную дугу, состоящую из множества тонких колец и проходящую через всё небо. В серебряных кольцах иногда посверкивают маленькие блёстки, особенно на восходе или закате. После захода солнца эта серебряная лента ещё продолжает быть освещённой Солнцем.
Интересно, что толщина колец всего километр, поэтому с экватора Сатурна их почти не видно. Словом, на Сатурне стоит побывать, и если туда когда-либо попадёт человек, то он никогда не разочаруется в увиденном.
Уран
Уранианское (именно так по правилам русского языка звучит прилагательное от существительного «Уран») небо должно иметь очень красивый голубовато-зелёный, аквамариновый цвет. Землю называют голубой планетой, хотя на самом деле из космоса она более кажется белой, нежели голубой, из-за наличия белых облаков в атмосфере. Подлинно голубой планетой в Солнечной системе является Уран.
Таким удивительным цветом планета обязана составу своей атмосферы. В верхних слоях атмосферы присутствует немного метана, который очень хорошо поглощает красный свет, а отражает голубой и зелёный. Поэтому верхние слои атмосферы будут светло-голубого цвета, а при движении вглубь небо будет темнеть и краснеть. У Урана тоже есть своя система пылевых колец, но вряд ли их можно будет разглядеть даже из верхних слоёв атмосферы, поскольку они очень разреженные и тёмные.
Нептун
Атмосфера Нептуна очень похожа по составу на атмосферу Урана, но небольшие различия в пропорциях газов приводят к тому, что цвет внешних слоёв атмосферы синее. О том, что происходит при движении вглубь атмосферы, нам остаётся только догадываться.
Известно тринадцать спутников Нептуна. Наибольший из них – Тритон - будет казаться чуть крупнее нашей Луны; следующий за ним по размеру Протей будет в половину меньше. Остальные луны Нептуна малы и будут видны как обыкновенные звёздочки.
Юпитер
На Юпитере все дни пасмурные. Он не имеет твердой поверхности, это газовый гигант. Газ, из которого он состоит, просто становится плотнее с глубиной. А вверху он формирует сплошные плотные облака. Цвета облаков изменяются с высотой: нижние облака голубые, потом идут коричневые и белые, и, наконец, красные -- самые верхние. Иногда можно увидеть более низкие слои через дыры в верхних.
На трехмерном изображении показан упрощенный вид того, что можно увидеть, находясь между слоями облаков на Юпитере. Картинка составлена на основе данных, полученных камерами космического корабля "Галилео".
Осирис
Экзопланета HD209458b – одна из первых открытых экзопланет. Планета Осирис находится очень близко возле своего Солнца, это достаточно большая планета, согласно расчётам ее размер составляет около 70 процентов размера Юпитера.
Звезда вокруг которой вращается Осирис белого цвета. Когда она опускается к горизонту, то приобретает слегка сиреневатый оттенок, так как натрий в атмосфере Осириса поглощает свет в красной и оранжевой части спектра. Ближе к поверхности атмосфера Осириса рассеивает голубой свет и Звезда приближаясь к горизонту вначале становится зеленой, а затем зеленовато-коричневой.
Kepler-22 b
Расстояние от планеты Kepler-22 b до ее звезды Kepler-22 примерно на 15% меньше, чем дистанция от Земли до Солнца. Световой поток от Kepler-22 на 25 % меньше, чем от Солнца. Такое сочетание дает ученым основания предполагать, что температура у поверхности Kepler-22 b равна 22°C. Возможно, что планета похожа скорее не на Землю, а на Нептун, то есть покрыта океаном.
