رنگ آسمان. پس چرا آسمان آبی است

وقتی باد بر زیبایی ها می وزد آسمان آبیشنل شفاف کرکی سفید، مردم بیشتر و بیشتر شروع به نگاه کردن به بالا می کنند. اگر در همان زمان یک کت خز خاکستری بزرگ با نخ های نقره ای باران نیز بپوشد، اطرافیان آن را زیر چترها پنهان می کنند. اگر لباس بنفش تیره است، پس همه در خانه نشسته اند و می خواهند آسمان آبی آفتابی را ببینند.

و تنها زمانی که چنین آسمان آبی آفتابی که مدتها در انتظار بودیم ظاهر می شود، که خیره کننده می شود لباس آبیکه با پرتوهای طلایی خورشید تزئین شده است، مردم شادی می کنند و با خندان به انتظار هوای خوب خانه های خود را ترک می کنند.

این سوال که چرا آسمان آبی است از زمان های بسیار قدیم ذهن بشر را نگران کرده است. افسانه های یونانی پاسخ خود را یافته اند. آنها ادعا کردند که این سایه توسط خالص ترین کریستال سنگ به آن داده شده است.

در زمان لئوناردو داوینچی و گوته نیز به دنبال پاسخی برای این سوال بودند که چرا آسمان آبی است. آنها معتقد بودند که رنگ آبی آسمان از ترکیب نور با تاریکی به دست می آید. اما بعداً این نظریه به عنوان غیرقابل دفاع رد شد ، زیرا معلوم شد که با ترکیب این رنگ ها فقط می توانید تن های طیف خاکستری را بدست آورید ، اما رنگ را نه.

پس از مدتی، پاسخ به این سوال که چرا آسمان آبی است در قرن 18 توسط ماریوت، بوگر و اویلر توضیح داده شد. آنها معتقد بودند که این رنگ طبیعی ذرات تشکیل دهنده هوا است. این نظریه حتی در آغاز قرن بعد نیز رایج بود، به ویژه هنگامی که مشخص شد که اکسیژن مایع آبی و ازن مایع آبی است.

سوسور اولین کسی بود که ایده ای کم و بیش معقول ارائه کرد و پیشنهاد کرد که اگر هوا کاملاً خالص و بدون ناخالصی باشد، آسمان سیاه می شود. اما از آنجایی که جو حاوی عناصر مختلفی است (به عنوان مثال، بخار یا قطرات آب)، آنها با انعکاس رنگ، سایه دلخواه را به آسمان می دهند.

پس از این، دانشمندان شروع به نزدیک شدن به حقیقت کردند. آراگو قطبی شدن را کشف کرد، یکی از ویژگی های نور پراکنده ای که از آسمان منعکس می شود. فیزیک قطعا در این کشف به دانشمند کمک کرد. بعدها، محققان دیگر شروع به جستجوی پاسخ کردند. در عین حال، این سوال که چرا آسمان آبی است، دانشمندان را آنقدر علاقه مند کرد که برای کشف آن انجام شد. مقدار زیادیآزمایش های مختلفی که منجر به این ایده شد که دلیل اصلیظاهر رنگ آبیاین است که پرتوهای خورشید ما به سادگی در جو پراکنده می شوند.

توضیح

اولین کسی که پاسخی مبتنی بر ریاضی برای پراکندگی نور مولکولی ایجاد کرد، محقق بریتانیایی ریلی بود. او فرض کرد که نور نه به دلیل ناخالصی های موجود در جو، بلکه به دلیل خود مولکول های هوا پراکنده می شود. نظریه او توسعه یافت - و این نتیجه ای است که دانشمندان به آن رسیدند.

اشعه های خورشیداز طریق اتمسفر آن (لایه ضخیم هوا)، به اصطلاح پوشش هوای سیاره، به زمین راه می یابند. آسمان تاریک کاملاً پر از هوا است که با وجود اینکه کاملاً شفاف است ، خالی نیست ، اما از مولکول های گاز - نیتروژن (78٪) و اکسیژن (21٪) و همچنین قطرات آب ، بخار تشکیل شده است. کریستال های یخ و قطعات کوچک مواد جامد (به عنوان مثال، ذرات گرد و غبار، دوده، خاکستر، نمک اقیانوس و غیره).

برخی از پرتوها آزادانه از بین مولکول‌های گاز عبور می‌کنند و کاملاً آنها را دور می‌زنند و بنابراین بدون تغییر به سطح سیاره ما می‌رسند، اما اغلب پرتوها با مولکول‌های گاز برخورد می‌کنند که برانگیخته می‌شوند، انرژی دریافت می‌کنند و پرتوهای چند رنگی را در جهات مختلف آزاد می‌کنند. رنگ آمیزی آسمان، در نتیجه ما آسمان آبی آفتابی را می بینیم.

نور سفید به خودی خود از تمام رنگ های رنگین کمان تشکیل شده است که اغلب وقتی به اجزای تشکیل دهنده اش تجزیه می شود، دیده می شود. این اتفاق می افتد که مولکول های هوا بیشتر رنگ های آبی و بنفش را پراکنده می کنند، زیرا آنها کوتاه ترین قسمت طیف هستند زیرا کوتاه ترین طول موج را دارند.

هنگامی که رنگ های آبی و بنفش در جو با مقدار کمی قرمز، زرد و سبز مخلوط می شوند، آسمان شروع به "درخشش" آبی می کند.

از آنجایی که جو سیاره ما همگن نیست، بلکه متفاوت است (در نزدیکی سطح زمین متراکم تر از بالا است)، ساختار و خواص متفاوتی دارد، می توانیم رنگ های آبی را مشاهده کنیم. قبل از غروب یا طلوع خورشید، زمانی که طول پرتوهای خورشید به میزان قابل توجهی افزایش می یابد، رنگ های آبی و بنفش در جو پراکنده می شوند و مطلقاً به سطح سیاره ما نمی رسند. امواج زرد-قرمز که در این بازه زمانی در آسمان مشاهده می کنیم با موفقیت به آن می رسند.

در شب، زمانی که پرتوهای خورشید نمی توانند به سمت خاصی از سیاره برسند، جو آنجا شفاف می شود و فضای «سیاه» را می بینیم. این دقیقاً همان چیزی است که فضانوردان بالای جو آن را می بینند. شایان ذکر است که فضانوردان خوش شانس بودند، زیرا زمانی که آنها بیش از 15 کیلومتر از سطح زمین فاصله دارند، در طول روز می توانند به طور همزمان خورشید و ستارگان را رصد کنند.

رنگ آسمان در سیارات دیگر

از آنجایی که رنگ آسمان تا حد زیادی به جو بستگی دارد، جای تعجب نیست که در سیارات مختلف رنگ های متفاوتی داشته باشد. جالب است که جو زحل هم رنگ سیاره ماست.

آسمان اورانوس یک رنگ آبی بسیار زیبا است. جو آن عمدتاً از هلیوم و هیدروژن تشکیل شده است.همچنین حاوی متان است که قرمز را کاملا جذب کرده و رنگ های سبز و آبی را پخش می کند. آسمان نپتون آبی است: در جو این سیاره به اندازه ما هلیوم و هیدروژن وجود ندارد، اما مقدار زیادی متان وجود دارد که نور قرمز را خنثی می کند.

جو روی ماه، ماهواره زمین، و همچنین در عطارد و پلوتون، به طور کامل وجود ندارد، بنابراین، پرتوهای نور منعکس نمی شوند، بنابراین آسمان اینجا سیاه است و ستارگان به راحتی قابل تشخیص هستند. آبی و رنگ های سبزپرتوهای خورشید به طور کامل توسط جو زهره جذب می شود و هنگامی که خورشید نزدیک افق است، آسمان زرد می شود.

متن اثر بدون تصویر و فرمول درج شده است.
نسخه کاملکار در برگه "فایل های کاری" در قالب PDF موجود است

1. معرفی.

هنگام بازی در خیابان، یک بار متوجه آسمان شدم، فوق العاده بود: بی انتها، بی پایان و آبی، آبی! و فقط ابرها اندکی این رنگ آبی را پوشانده بودند. تعجب کردم که چرا آسمان آبی است؟ بلافاصله آهنگ روباه آلیس را از افسانه پینوکیو به یاد آوردم "چه آسمان آبی ...!" و یک درس جغرافیا، که در آن هنگام مطالعه مبحث "آب و هوا" وضعیت آسمان را توضیح دادیم و همچنین گفتیم که آبی است. پس بالاخره چرا آسمان آبی است؟ وقتی به خانه رسیدم این سوال را از مادرم پرسیدم. او به من گفت وقتی مردم گریه می کنند از بهشت ​​کمک می خواهند. آسمان اشک هایشان را می گیرد، پس مثل دریاچه آبی می شود. اما داستان مادرم سوال من را برآورده نکرد. تصمیم گرفتم از همکلاسی ها و معلمانم بپرسم که آیا می دانند چرا آسمان آبی است؟ 24 دانش آموز و 17 معلم در نظرسنجی شرکت کردند. پس از پردازش پرسشنامه ها، نتایج زیر را دریافت کردیم:

در مدرسه سر درس جغرافی این سوال را از معلم پرسیدم. او به من پاسخ داد که رنگ آسمان را می توان به راحتی از دیدگاه فیزیک توضیح داد. این پدیده پراکندگی نامیده می شود. از ویکی پدیا یاد گرفتم که پراکندگی فرآیند تجزیه نور به یک طیف است. معلم جغرافیا، لاریسا بوریسوونا به من پیشنهاد داد که این پدیده را به صورت تجربی مشاهده کنم. و به اتاق فیزیک رفتیم. واسیلی الکساندروویچ، معلم فیزیک، با کمال میل پذیرفت که در این امر به ما کمک کند. با استفاده از تجهیزات ویژه، توانستم نحوه انجام فرآیند پراکندگی در طبیعت را ردیابی کنم.

برای یافتن پاسخ این سوال که چرا آسمان آبی است، تصمیم گرفتیم مطالعه ای انجام دهیم. اینگونه بود که ایده نوشتن یک پروژه شکل گرفت. به همراه استاد راهنما، موضوع، هدف و اهداف تحقیق را تعیین کردیم، فرضیه ای را مطرح کردیم، روش های تحقیق و مکانیسم هایی را برای اجرای ایده خود تعیین کردیم.

فرضیه: نور توسط خورشید به زمین فرستاده می شود و اغلب وقتی به آن نگاه می کنیم به طرز خیره کننده ای سفید به نظر می رسد. پس باید آسمانی وجود داشته باشد سفید? اما در حقیقت آسمان آبی است. در جریان مطالعه، توضیحاتی برای این تناقضات خواهیم یافت.

هدف: پاسخ سوال چرا آسمان آبی است را بیابید و بفهمید رنگ آن به چه چیزی بستگی دارد.

وظایف: 1. با مطالب نظری در مورد موضوع آشنا شوید

2. پدیده پراکندگی نور را به صورت تجربی مطالعه کنید

3. رنگ آسمان را مشاهده کنید زمان متفاوتروزها و در آب و هوای متفاوت

موضوع مطالعه: آسمان

مورد:نور و رنگ آسمان

روش های پژوهش:تجزیه و تحلیل، آزمایش، مشاهده

مراحل کار:

1. نظری

2. عملی

3. نهایی: نتیجه گیری در مورد موضوع تحقیق

اهمیت عملی کار: مطالب تحقیقی را می توان در درس جغرافیا و فیزیک به عنوان ماژول آموزشی استفاده کرد.

2. بخش اصلی.

2.1. جنبه های نظری مسئله. پدیده آسمان آبی از دیدگاه فیزیک

چرا آسمان آبی است - یافتن پاسخی برای چنین سؤال ساده ای بسیار دشوار است. ابتدا بیایید مفهوم را تعریف کنیم. آسمان فضای بالای زمین یا سطح هر جرم نجومی دیگری است. به طور کلی، آسمان را معمولاً پانورامایی می نامند که هنگام نگاه کردن از سطح زمین (یا سایر شی نجومی) به سمت فضا باز می شود.

بسیاری از دانشمندان مغز خود را در جستجوی پاسخ به هم ریخته اند. لئوناردو داوینچی در حال تماشای آتش در شومینه نوشت: "نور بر تاریکی آبی می شود." اما امروزه مشخص شده است که از ادغام سفید و سیاه رنگ خاکستری ایجاد می شود.

برنج. 1. فرضیه لئوناردو داوینچی

اسحاق نیوتن تقریباً رنگ آسمان را توضیح داد، با این حال، برای این کار باید فرض می کرد که قطرات آب موجود در جو دارای دیواره های نازکی مانند حباب های صابون هستند. اما معلوم شد که این قطره ها کروی هستند، یعنی ضخامت دیواره ندارند. و به این ترتیب حباب نیوتن ترکید!

برنج. 2. فرضیه نیوتن

بهترین راه حل برای این مشکل توسط فیزیکدان انگلیسی لرد جان ریلی حدود 100 سال پیش ارائه شد. اما بیایید از ابتدا شروع کنیم. خورشید نور سفید کورکننده ای از خود ساطع می کند، به این معنی که رنگ آسمان باید یکسان باشد، اما هنوز آبی است. چه اتفاقی برای نور سفید در جو می افتد؟ هنگام عبور از جو، گویی از یک منشور، به هفت رنگ تقسیم می شود. احتمالاً این خطوط را می دانید: هر شکارچی می خواهد بداند قرقاول کجا نشسته است. معنای عمیقی در این جملات نهفته است. آنها برای ما رنگ های اصلی در طیف نور مرئی را نشان می دهند.

برنج. 3. طیف نور سفید.

بهترین نمایش طبیعی این طیف، البته، رنگین کمان است.

برنج. 4 طیف نور مرئی

نور مرئی تابش الکترومغناطیسی است که طول موج های آن متفاوت است. نور نامرئی نیز وجود دارد، چشم ما آن را درک نمی کند. اینها اشعه ماوراء بنفش و مادون قرمز هستند. ما آن را نمی بینیم زیرا طول آن یا خیلی بلند است یا خیلی کوتاه. دیدن نور به معنای درک رنگ آن است، اما اینکه چه رنگی می بینیم به طول موج بستگی دارد. طولانی ترین امواج قابل مشاهده قرمز و کوتاه ترین آنها بنفش هستند.

توانایی نور برای پراکندگی، یعنی انتشار در یک محیط، به طول موج نیز بستگی دارد. امواج نور قرمز بدترین پراکندگی را دارند، اما رنگ های آبی و بنفش توانایی پراکندگی بالایی دارند.

برنج. 5. قابلیت پخش نور

و در نهایت به پاسخ سوال خود نزدیک شده ایم که چرا آسمان آبی است؟ همانطور که در بالا ذکر شد، سفید ترکیبی از همه است رنگ های ممکن. هنگامی که با یک مولکول گاز برخورد می کند، هر یک از هفت جزء رنگی نور سفید پراکنده می شود. در عین حال، نور با امواج بلندتر از نور با امواج کوتاه بدتر پراکنده می شود. به همین دلیل، 8 برابر بیشتر از رنگ قرمز طیف آبی در هوا باقی می ماند. اگرچه بنفش کوتاه ترین طول موج را دارد، اما به دلیل مخلوط شدن طول موج های بنفش و سبز، آسمان همچنان آبی به نظر می رسد. علاوه بر این، با توجه به روشنایی یکسان هر دو، چشمان ما آبی را بهتر از بنفش درک می کنند. این حقایق است که تعیین می کند طرح رنگیآسمان: اتمسفر به معنای واقعی کلمه با پرتوهای آبی-آبی پر شده است.

با این حال، آسمان همیشه آبی نیست. در طول روز ما آسمان را آبی، فیروزه ای، خاکستری، در عصر - قرمز می بینیم (پیوست 1).چرا غروب خورشید قرمز است؟ هنگام غروب خورشید، خورشید به افق نزدیک می شود و پرتوهای خورشید نه به صورت عمودی، مانند روز، بلکه با زاویه به سمت سطح زمین هدایت می شود. بنابراین، مسیری که در جو طی می کند بسیار طولانی تر از مسیری است که در طول روز طی می کند که خورشید در اوج قرار دارد. به همین دلیل، طیف آبی-آبی قبل از رسیدن به زمین در جو جذب می شود و امواج نوری طولانی تر از طیف قرمز به سطح زمین می رسد و آسمان را به رنگ های قرمز و زرد رنگ می کند. تغییر رنگ آسمان به وضوح به چرخش زمین حول محور خود و در نتیجه زاویه تابش نور به زمین مربوط می شود.

2.2. جنبه های عملی روش آزمایشی برای حل مشکل

در کلاس فیزیک با دستگاه طیف نگار آشنا شدم. واسیلی الکساندرویچ، معلم فیزیک، اصل عملکرد این دستگاه را به من گفت، پس از آن من به طور مستقل آزمایشی به نام پراکندگی انجام دادم. پرتوی از نور سفید که از یک منشور می گذرد شکسته می شود و رنگین کمانی را روی صفحه می بینیم. (پیوست 2).این تجربه به من کمک کرد تا بفهمم چگونه این خلقت شگفت انگیز طبیعت در آسمان ظاهر می شود. امروزه دانشمندان با کمک یک طیف نگار می توانند اطلاعاتی در مورد ترکیب و خواص مواد مختلف به دست آورند.

عکس 1. نمایش تجربه پراکندگی در

اتاق فیزیک

می خواستم در خانه رنگین کمان بگیرم. معلم جغرافیای من، لاریسا بوریسوونا، به من گفت که چگونه این کار را انجام دهم. آنالوگ طیف‌نگار یک ظرف شیشه‌ای با آب، یک آینه، یک چراغ قوه و یک صفحه کاغذ سفید بود. یک آینه در یک ظرف آب قرار دهید و یک کاغذ سفید را پشت ظرف قرار دهید. نور چراغ قوه را روی آینه هدایت می کنیم تا نور منعکس شده روی کاغذ بیفتد. رنگین کمان دوباره روی یک تکه کاغذ ظاهر شد! (پیوست 3).بهتر است آزمایش را در یک اتاق تاریک انجام دهید.

قبلاً در بالا گفتیم که نور سفید اساساً همه رنگهای رنگین کمان را در خود دارد. می توانید از این موضوع مطمئن شوید و با ساختن یک تاپ رنگین کمانی، تمام رنگ ها را دوباره به رنگ سفید جمع آوری کنید (پیوست 4).اگر آن را بیش از حد بچرخانید، رنگ ها ادغام می شوند و دیسک سفید می شود.

با وجود توضیح علمیتشکیل یک رنگین کمان، این پدیده همچنان یکی از عینک های مرموز نوری در جو است. تماشا کنید و لذت ببرید!

3. نتیجه گیری

در جستجوی پاسخی برای سوال کودکان که اغلب توسط والدین می پرسند: "چرا آسمان آبی است؟" چیزهای جالب و آموزنده زیادی یاد گرفتم. تناقضات موجود در فرضیه امروز ما یک توضیح علمی دارد:

تمام راز در رنگ آسمان در جو ما است - در پوشش هوای سیاره زمین.

یک پرتو سفید از خورشید که از جو عبور می کند، به پرتوهای هفت رنگ تقسیم می شود.

پرتوهای قرمز و نارنجی طولانی ترین و پرتوهای آبی کوتاه ترین هستند.

پرتوهای آبی کمتر از بقیه به زمین می رسد و به لطف این پرتوها آسمان با رنگ آبی نفوذ می کند.

آسمان همیشه آبی نیست و این به دلیل حرکت محوری زمین است.

به طور تجربی، ما توانستیم تجسم و درک کنیم که پراکندگی در طبیعت چگونه رخ می دهد. بر ساعت کلاسدر مدرسه به همکلاسی هایم گفتم چرا آسمان آبی است. همچنین جالب بود بدانیم که در کجا می توان پدیده پراکندگی را در ما مشاهده کرد زندگی روزمره. من چندین کاربرد عملی برای این پدیده منحصر به فرد پیدا کرده ام. (پیوست 5).در آینده می خواهم به مطالعه آسمان ادامه دهم. چند راز دیگر در خود دارد؟ چه پدیده های دیگری در جو رخ می دهد و ماهیت آنها چیست؟ آنها چگونه بر انسان و تمام زندگی روی زمین تأثیر می گذارند؟ شاید اینها موضوعات تحقیقات آینده من باشد.

کتابشناسی - فهرست کتب

1. ویکی پدیا - دانشنامه آزاد

2. L.A. مالیکووا کتاب الکترونیکی فیزیک اپتیک هندسی

3. Peryshkin A.V. فیزیک. کلاس نهم. کتاب درسی. م.: بوستارد، 1393، ص202-209

4. htt;/www. voprosy-kak-ipochemu.ru

5. آرشیو عکس شخصی "آسمان بر فراز گولیشمانوو"

پیوست 1.

"آسمان بالای گولیشمانوو"(آرشیو عکس های شخصی)

پیوست 2.

پراکندگی نور با استفاده از طیف نگار

پیوست 3.

پراکندگی نور در خانه

"رنگين كمان"

ضمیمه 4.

بالا رنگین کمان

بالا در حالت استراحت بالا در طول چرخش

ضمیمه 5.

تنوع در زندگی انسان

چراغ های الماس در هواپیما

چراغ جلو اتومبیل

علائم بازتابی

قیمت خود را به پایگاه داده اضافه کنید

یک نظر

چرا آسمان آبی است؟ یافتن پاسخی برای چنین سوال ساده ای دشوار است. بسیاری از دانشمندان مغز خود را در جستجوی پاسخ به هم ریختند. بهترین راه حل برای این مشکل حدود 100 سال پیش توسط یک فیزیکدان انگلیسی ارائه شد لرد جان ریلی.

خورشید نور سفید خالص و خیره کننده ای از خود ساطع می کند. این به این معنی است که رنگ آسمان باید یکسان باشد، اما هنوز آبی است. چه اتفاقی برای نور سفید در جو زمین می افتد؟

نور سفید ترکیبی از پرتوهای رنگی است. با استفاده از یک منشور می توانیم یک رنگین کمان بسازیم.

منشور پرتو سفید را به نوارهای رنگی تقسیم می کند:

■قرمز

■نارنجی

■ زرد

■ سبز

■ آبی

■ آبی

■ بنفش

این پرتوها با هم ترکیب می شوند، دوباره نور سفید را تشکیل می دهند. می توان فرض کرد که نور خورشید ابتدا به اجزای رنگی تقسیم می شود. سپس اتفاقی می افتد و فقط پرتوهای آبی به سطح زمین می رسد.

پس چرا آسمان آبی است؟

چندین توضیح محتمل وجود دارند. هوای اطراف زمین مخلوطی از گازها است: نیتروژن، اکسیژن، آرگون و غیره. همچنین بخار آب و کریستال های یخ در جو وجود دارد. گرد و غبار و سایر ذرات کوچک در هوا معلق هستند. که در لایه های بالایییک لایه ازن در جو وجود دارد. آیا این میتواند دلیل باشد؟ برخی از دانشمندان معتقد بودند که مولکول های اوزون و آب پرتوهای قرمز را جذب می کنند و پرتوهای آبی را منتقل می کنند. اما معلوم شد که ازن و آب کافی در جو وجود ندارد تا آسمان را آبی رنگ کند.

در سال 1869، یک انگلیسی جان تیندالپیشنهاد کرد که غبار و سایر ذرات نور را پراکنده می کنند. نور آبی کمترین پراکندگی را دارد و از لایه هایی از چنین ذرات عبور می کند تا به سطح زمین برسد. او در آزمایشگاه خود مدلی از مه دود ایجاد کرد و آن را با یک پرتو سفید روشن روشن کرد. دود به رنگ آبی عمیق درآمد. تیندل تصمیم گرفت که اگر هوا کاملاً صاف باشد، هیچ چیز نور را پراکنده نمی کند و ما می توانیم آسمان سفید روشن را تحسین کنیم. لرد ریلینیز از این ایده حمایت کرد، اما نه برای مدت طولانی. او در سال 1899 توضیحات خود را منتشر کرد:

این هواست، نه گرد و غبار یا دود که آسمان را آبی رنگ می کند.

نظریه اصلی در مورد رنگ آبی آسمان

برخی از پرتوهای خورشید از بین مولکول های گاز بدون برخورد با آنها عبور می کند و بدون تغییر به سطح زمین می رسد. بخش بزرگتر دیگر توسط مولکول های گاز جذب می شود. وقتی فوتون ها جذب می شوند، مولکول ها برانگیخته می شوند، یعنی با انرژی شارژ می شوند و سپس آن را به شکل فوتون ساطع می کنند. این فوتون های ثانویه دارای طول موج های متفاوتی هستند و می توانند هر رنگی از قرمز تا بنفش داشته باشند. آنها در همه جهات پراکنده می شوند: به سمت زمین، به سمت خورشید، و به طرفین. لرد ریلی پیشنهاد کرد که رنگ پرتو ساطع شده به غالب بودن کوانتوم های یک رنگ یا دیگری در پرتو بستگی دارد. وقتی یک مولکول گاز با فوتون های پرتوهای خورشیدی برخورد می کند، در هر کوانتوم قرمز ثانویه هشت کوانتوم آبی وجود دارد.

نتیجه چیست؟ نور آبی شدید به معنای واقعی کلمه از همه جهات از میلیاردها مولکول گاز موجود در اتمسفر بر روی ما می‌بارد. این نور دارای فوتون هایی از رنگ های دیگر است که در آن مخلوط شده اند، بنابراین کاملاً آبی نیست.

پس چرا غروب خورشید قرمز است؟

با این حال، آسمان همیشه آبی نیست. این سوال به طور طبیعی مطرح می شود: اگر در تمام طول روز آسمان آبی می بینیم، چرا غروب خورشید قرمز است؟ رنگ قرمز کمترین مقداری است که توسط مولکول های گاز پراکنده می شود. در هنگام غروب خورشید، خورشید به افق نزدیک می شود و پرتو خورشید نه به صورت عمودی، مانند روز، بلکه با زاویه به سمت سطح زمین هدایت می شود.

بنابراین، مسیری که در جو طی می کند بسیار طولانی تر از مسیری است که در طول روز طی می کند که خورشید در اوج قرار دارد. به همین دلیل، طیف آبی-آبی در لایه ضخیمی از جو جذب می شود و به زمین نمی رسد. و امواج نور طولانی تر از طیف قرمز-زرد به سطح زمین می رسد و آسمان و ابرها را به رنگ های قرمز و زرد مشخصه غروب خورشید رنگ می کند.

توضیح علمی

در بالا به صورت مقایسه ای پاسخ دادیم به زبان ساده. در زیر با استفاده از اصطلاحات و فرمول های علمی به نقل دلیل می پردازیم.

گزیده ای از ویکی:

دلیل آبی به نظر رسیدن آسمان این است که هوا نور با طول موج کوتاه را بیشتر از نور با طول موج بلند پخش می کند. شدت پراکندگی ریلی، ناشی از نوسانات در تعداد مولکول های گازهای هوا در حجم های متناسب با طول موج های نور، متناسب با 1/λ 4 است، λ طول موج است، یعنی قسمت بنفش از طیف مرئی تقریباً پراکنده است. 16 برابر شدیدتر از قرمز. از آنجایی که نور آبی طول موج کوتاه تری دارد، در انتهای طیف مرئی، بیشتر از نور قرمز در جو پراکنده می شود. به همین دلیل ناحیه آسمان خارج از جهت خورشید دارای رنگ آبی است (اما نه بنفش، زیرا طیف خورشیدی ناهموار است و شدت رنگ بنفش در آن کمتر است و همچنین به دلیل حساسیت کمتر. رنگ چشم به بنفش و بیشتر به آبی که نه تنها افراد حساس را تحریک می کند رنگ آبیمخروط ها در شبکیه چشم، اما به پرتوهای قرمز و سبز نیز حساس هستند).

در هنگام غروب و طلوع آفتاب، نور به صورت مماس به سطح زمین می‌رود، به طوری که مسیر طی شده توسط نور در جو بسیار طولانی‌تر از روز می‌شود. به همین دلیل، بیشتر نورهای آبی و حتی سبز از نور مستقیم پراکنده می شوند. نور خورشیدبنابراین، نور مستقیم خورشید، و همچنین ابرهای روشن شده توسط آن و آسمان نزدیک به افق، با رنگ های قرمز رنگ آمیزی شده اند.

احتمالاً با ترکیب متفاوت جو، به عنوان مثال، در سیارات دیگر، رنگ آسمان، از جمله در غروب خورشید، ممکن است متفاوت باشد. به عنوان مثال، رنگ آسمان در مریخ صورتی مایل به قرمز است.

پراکندگی و جذب از دلایل اصلی تضعیف شدت نور در جو است. پراکندگی تابعی از نسبت قطر ذره پراکنده به طول موج نور است. وقتی این نسبت کمتر از 1/10 باشد، پراکندگی رایلی رخ می دهد که در آن ضریب پراکندگی متناسب با 1/λ 4 است. در مقادیر بزرگتر نسبت اندازه ذرات پراکنده به طول موج، قانون پراکندگی مطابق با معادله گوستاو می تغییر می کند. وقتی این نسبت بیشتر از 10 باشد، قوانین اپتیک هندسی با دقت کافی برای تمرین اعمال می شود.

بودجه شهرداری موسسه تحصیلی

"دبیرستان Kislovskaya" منطقه تومسک

پژوهش

موضوع: چرا غروب خورشید قرمز است...

(پراکندگی نور)

کار انجام شده:

دانش آموز کلاس 5A

سرپرست؛

معلم شیمی

1. مقدمه………………………………………………………………………………………………………………

2. بخش اصلی………………………………………………………

3. نور چیست………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

موضوع مطالعه- غروب و آسمان

فرضیه های تحقیق:

خورشید دارای پرتوهایی است که آسمان را به رنگهای مختلف رنگ آمیزی می کند.

رنگ قرمز را می توان در شرایط آزمایشگاهی به دست آورد.

ارتباط موضوع من در این واقعیت نهفته است که برای شنوندگان جالب و مفید خواهد بود زیرا بسیاری از مردم به آسمان آبی صاف نگاه می کنند و آن را تحسین می کنند و تعداد کمی می دانند که چرا در طول روز اینقدر آبی است و در غروب خورشید قرمز است و چه چیزی این را به وجود می آورد. رنگ اوست

2. بخش اصلی

در نگاه اول، این سوال ساده به نظر می رسد، اما در واقع بر جنبه های عمیق شکست نور در جو تأثیر می گذارد. قبل از اینکه بتوانید پاسخ این سوال را بفهمید، باید ایده ای داشته باشید که نور چیست..jpg" align="left" height="1 src=">

نور چیست؟

نور خورشید انرژی است. گرمای پرتوهای خورشید که توسط عدسی متمرکز می شود، به آتش تبدیل می شود. نور و گرما توسط سطوح سفید منعکس شده و توسط سطوح سیاه جذب می شود. به همین دلیل است که لباس های سفید خنک تر از لباس های مشکی هستند.

ماهیت نور چیست؟ اولین کسی که به طور جدی سعی در مطالعه نور کرد اسحاق نیوتن بود. او معتقد بود که نور از ذرات جسمی تشکیل شده است که مانند گلوله شلیک می شوند. اما برخی از ویژگی های نور را نمی توان با این نظریه توضیح داد.

دانشمند دیگری به نام هویگنس توضیح متفاوتی برای ماهیت نور ارائه کرد. او نظریه «موج» نور را توسعه داد. او معتقد بود که نور، پالس ها یا امواج را تشکیل می دهد، به همان روشی که سنگی که به درون حوض پرتاب می شود، امواج ایجاد می کند.

امروزه دانشمندان در مورد منشا نور چه دیدگاهی دارند؟ در حال حاضر اعتقاد بر این است که امواج نور دارند مشخصاتهم ذرات و هم امواج به طور همزمان. آزمایش‌هایی برای تأیید هر دو نظریه در حال انجام است.

نور از فوتون ها، ذرات بی وزن و بی جرم تشکیل شده است که با سرعتی در حدود 300000 کیلومتر بر ثانیه حرکت می کنند و خواص امواج را دارند. فرکانس موج نور رنگ آن را تعیین می کند. علاوه بر این، هر چه فرکانس نوسان بیشتر باشد، طول موج کوتاهتر است. هر رنگ دارای فرکانس ارتعاش و طول موج خاص خود است. نور سفید خورشید از رنگ های زیادی تشکیل شده است که هنگام شکست از طریق یک منشور شیشه ای قابل مشاهده است.

1. منشور نور را تجزیه می کند.

2. نور سفید پیچیده است.

اگر به عبور نور از یک منشور مثلثی دقت کنید، می بینید که تجزیه نور سفید به محض عبور نور از هوا به شیشه آغاز می شود. به جای شیشه می توانید از مواد دیگری که در برابر نور شفاف هستند استفاده کنید.

قابل توجه است که این آزمایش قرن ها زنده مانده است و روش آن هنوز در آزمایشگاه ها بدون تغییرات قابل توجه استفاده می شود.

پراکندگی (lat.) – پراکندگی، پراکندگی – پراکندگی

I. آزمایشات نیوتن در مورد پراکندگی.

آی نیوتن اولین کسی بود که پدیده پراکندگی نور را مطالعه کرد و یکی از مهمترین دستاوردهای علمی او به حساب می آید. بی جهت نیست که روی سنگ قبر او که در سال 1731 برپا شده و با پیکرهای مردان جوان تزئین شده است که نمادهای مهم ترین اکتشافات او را در دست دارند، یک چهره منشور دارد و کتیبه روی بنای تاریخی حاوی این کلمات است: او تفاوت در پرتوهای نور و ظهور را بررسی کرد خواص مختلف، که قبلاً هیچ کس به آن مشکوک نبود.» جمله آخر کاملاً دقیق نیست. پراکندگی قبلا شناخته شده بود، اما به طور دقیق مورد مطالعه قرار نگرفته است. هنگام بهبود تلسکوپ ها، نیوتن متوجه شد که تصویر تولید شده توسط عدسی در لبه های آن رنگی است. نیوتن با بررسی لبه های رنگ شده توسط انکسار، به اکتشافات خود در زمینه اپتیک دست یافت.

طیف مرئی

هنگامی که یک پرتو سفید در یک منشور تجزیه می شود، طیفی تشکیل می شود که در آن تابش طول موج های مختلف در زوایای مختلف شکست می شود. رنگ‌هایی که در طیف قرار می‌گیرند، یعنی آن دسته از رنگ‌هایی که می‌توانند توسط امواج نوری با یک طول موج (یا محدوده بسیار باریک) تولید شوند، رنگ‌های طیفی نامیده می‌شوند. رنگ های طیفی اصلی (که نام خاص خود را دارند) و همچنین ویژگی های انتشار این رنگ ها در جدول ارائه شده است:

هر "رنگ" در طیف باید با یک موج نوری با طول مشخص مطابقت داده شود

ساده ترین ایده طیف را می توان با نگاه کردن به رنگین کمان به دست آورد. نور سفید، که در قطرات آب شکسته می شود، رنگین کمان را تشکیل می دهد، زیرا از پرتوهای بسیاری از همه رنگ ها تشکیل شده است، و آنها به طور متفاوتی شکسته می شوند: قرمز ضعیف ترین، آبی و بنفش قوی ترین هستند. ستاره شناسان طیف های خورشید، ستارگان، سیارات و دنباله دارها را مطالعه می کنند، زیرا از این طیف ها می توان چیزهای زیادی آموخت.

نیتروژن" href="/text/category/azot/" rel="bookmark">نیتروژن. نور قرمز و آبی برهمکنش متفاوتی با اکسیژن دارند. از آنجایی که طول موج رنگ آبی تقریباً با اندازه اتم اکسیژن مطابقت دارد و به دلیل این آبی است. نور توسط اکسیژن در جهات مختلف پراکنده می شود در حالی که نور قرمز به راحتی از لایه اتمسفر عبور می کند در واقع نور بنفش حتی بیشتر در جو پراکنده می شود اما چشم انسان نسبت به نور آبی حساسیت کمتری به آن دارد و نتیجه این است که چشم انسان از هر طرف گرفتار نور آبی پراکنده شده توسط اکسیژن می شود که آسمان را برای ما آبی جلوه می دهد.

بدون اتمسفر در زمین، خورشید به عنوان یک ستاره سفید درخشان برای ما ظاهر می شود و آسمان سیاه می شود.

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

پدیده های غیر معمول

https://pandia.ru/text/80/039/images/image008_21.jpg" alt="Aurora" align="left" width="140" height="217 src=">!} شفق های قطبی از زمان های قدیم، مردم تصویر باشکوه شفق های قطبی را تحسین کرده اند و در مورد منشأ آنها شگفت زده شده اند. یکی از اولین موارد ذکر شده از شفق های قطبی در ارسطو یافت می شود. در "هواشناسی" او که 2300 سال پیش نوشته شده است، می توانید بخوانید: "گاهی در شب های صاف پدیده های زیادی در آسمان مشاهده می شود - شکاف ها، شکاف ها، رنگ قرمز خون ...

به نظر می رسد آتشی در حال شعله ور شدن است.»

چرا یک پرتو شفاف در شب موج می زند؟

چه شعله نازکی در فلک پخش می شود؟

مانند رعد و برق بدون ابرهای تهدید کننده

تلاش از زمین تا اوج؟

چطور ممکن است که یک توپ یخ زده باشد

آیا در وسط زمستان آتش گرفته بود؟

شفق قطبی چیست؟ چگونه تشکیل می شود؟

پاسخ. شفق قطبی یک درخشش درخشان است که از برهمکنش ذرات باردار (الکترون ها و پروتون ها) که از خورشید با اتم ها و مولکول های جو زمین پرواز می کنند، به وجود می آید. ظهور این ذرات باردار در نواحی خاصی از جو و در ارتفاعات معین نتیجه برهم کنش باد خورشیدی با میدان مغناطیسیزمین.

آئروسل" href="/text/category/ayerozolmz/" rel="bookmark">پراکندگی آئروسل گرد و غبار و رطوبت، اینها عامل اصلی تجزیه رنگ خورشیدی (پراکندگی) هستند. در موقعیت اوج، بروز اشعه خورشید بر روی اجزای آئروسل هوا تقریباً با زاویه قائمه رخ می دهد، لایه آنها بین چشم ناظر و خورشید ناچیز است. هوای جویو میزان تعلیق آئروسل در آن. پرتوهای خورشید نسبت به ناظر، زاویه تابش ذرات معلق را تغییر می دهند و سپس پراکندگی نور خورشید مشاهده می شود. بنابراین، همانطور که در بالا ذکر شد، نور خورشید از هفت رنگ اصلی تشکیل شده است. هر رنگ مانند یک موج الکترومغناطیسی طول و توانایی خاص خود را برای پراکندگی در جو دارد. رنگ های اصلی طیف به ترتیب در یک مقیاس از قرمز تا بنفش مرتب شده اند. رنگ قرمز کمترین توانایی را برای پخش شدن (و در نتیجه جذب) در جو دارد. با پدیده پراکندگی، تمام رنگ هایی که به دنبال قرمز در مقیاس هستند، توسط اجزای سیستم تعلیق آئروسل پراکنده شده و جذب آنها می شوند. ناظر فقط رنگ قرمز را می بیند. این بدان معناست که هر چه لایه هوای اتمسفر ضخیم تر باشد، چگالی مواد معلق بیشتر باشد، پرتوهای بیشتری از طیف پراکنده و جذب می شود. یک پدیده طبیعی شناخته شده: پس از فوران قدرتمند آتشفشان کراکاتوآ در سال 1883، غروب‌های قرمز رنگ و غیرعادی در نقاط مختلف کره زمین برای چندین سال مشاهده شد. این با انتشار قدرتمند غبار آتشفشانی در جو در طول فوران توضیح داده می شود.

فکر می کنم تحقیقات من به اینجا ختم نمی شود. من هنوز سوال دارم میخواهم بدانم:

وقتی پرتوهای نور از آن عبور می کنند چه اتفاقی می افتد مایعات مختلف، راه حل ها

چگونه نور منعکس و جذب می شود.

پس از تکمیل این کار، من متقاعد شدم که پدیده شکست نور چقدر شگفت انگیز و مفید برای فعالیت های عملی است. این بود که به من اجازه داد تا بفهمم چرا غروب خورشید قرمز است.

ادبیات

1. فیزیک. علم شیمی. کلاس 5-6 کتاب درسی. م.: بوستارد، 1388، ص106

2. پدیده های فولاد دمشق در طبیعت. م.: تعلیم و تربیت، 1974، 143 ص.

3. "چه کسی رنگین کمان را می سازد؟" – کوانت ۱۳۶۷، شماره ۶، ص ۴۶.

4. نیوتن I. سخنرانی در مورد اپتیک. تاراسف در طبیعت. - م.: آموزش و پرورش، 1988

منابع اینترنتی:

1. http://potomy. ru/ چرا آسمان آبی است؟

2. http://www. voprosy-kak-i-pochemu. ru چرا آسمان آبی است؟

3. http://expirience. ru/رده/آموزش/

فرضیه: برنامه کاری: مطالعه کنید که نور چیست. بررسی تغییر رنگ یک محیط شفاف بسته به زاویه تابش پرتوهای نور. توضیح علمی برای پدیده مشاهده شده ارائه دهید تغییرات در رنگ آسمان با زاویه ورود پرتوهای نور به جو زمین مرتبط است.

بخش تئوری همه دیده اند که چگونه لبه های کریستال و قطرات کوچک شبنم با تمام رنگ های رنگین کمان می درخشند. چه خبر است؟ به هر حال، پرتوهای نور سفید خورشید بر روی اجسام شفاف و بی رنگ می افتند. این پدیده ها از دیرباز برای مردم شناخته شده است. برای مدت طولانیاعتقاد بر این بود که نور سفید ساده ترین است و رنگ های ایجاد شده ویژگی خاص اجسام خاص است.

1865 جیمز ماکسول. نظریه امواج الکترومغناطیسی را ایجاد کرد. نور یک موج الکترومغناطیسی است. هاینریش هرتز روشی را برای ایجاد و توزیع امواج الکترومغناطیسی کشف کرد.

نور است امواج الکترومغناطیسی، نشان دهنده مجموعه ای از امواج با طول های مختلف است. با دید خود، فاصله کمی از طول EMW را به عنوان نور درک می کنیم. این امواج با هم به ما نور سفید می دهند. و اگر قسمتی از امواج را از این فاصله انتخاب کنیم، آن‌ها را نوری می‌بینیم که دارای نوعی رنگ است. در کل هفت رنگ اصلی وجود دارد.

روش انجام آزمایش: ظرف (آکواریوم) را با آب پر کنید. کمی شیر به آب اضافه کنید (اینها ذرات گرد و غبار هستند) نور را از چراغ قوه بالای آب هدایت کنید. این رنگ آسمان در ظهر است. زاویه تابش نور به آب را از 0 به 90 تغییر می دهیم. تغییر رنگ را مشاهده کنید.

نتیجه گیری: تغییر رنگ آسمان به زاویه ورود پرتوهای نور به جو زمین بستگی دارد. رنگ آسمان در طول روز از آبی به قرمز تغییر می کند. و هنگامی که نور وارد اتمسفر نمی شود، در یک مکان معین از زمین شب می افتد. در شب، زمانی که هوا مساعد است، نور ستارگان دور به ما می رسد و ماه با نور منعکس شده می درخشد.