Ինչու է ամպամած երկինքը մոխրագույն, իսկ պարզ երկինքը կապույտ: Խենթ գաղափարներ.

Քաղաքապետարանի բյուջեն ուսումնական հաստատություն

«Կիսլովսկայայի միջնակարգ դպրոց» Տոմսկի շրջան

Հետազոտություն

Թեմա՝ «Ինչու է մայրամուտը կարմիր...»

(Լույսի ցրում)

Ավարտված աշխատանք՝

5Ա դասարանի աշակերտ

Վերահսկիչ;

քիմիայի ուսուցիչ

1. Ներածություն ……………………………………………………………………… 3

2. Հիմնական մասը …………………………………………………………………

3. Ի՞նչ է լույսը……………………………………………………………………………………………

Ուսումնասիրության առարկա- մայրամուտ և երկինք.

Հետազոտության վարկածներ.

Արևն ունի ճառագայթներ, որոնք գունավորում են երկինքը տարբեր գույներով.

Կարմիր գույնը կարելի է ձեռք բերել լաբորատոր պայմաններում։

Իմ թեմայի արդիականությունը կայանում է նրանում, որ այն հետաքրքիր և օգտակար կլինի ունկնդիրների համար, քանի որ շատերը նայում են պարզ կապույտ երկնքին և հիանում դրանով, և քչերը գիտեն, թե ինչու է այն այդքան կապույտ ցերեկը և կարմիր մայրամուտին և ինչ է դա տալիս: նրա գույնն է:

2. Հիմնական մասը

Առաջին հայացքից այս հարցը պարզ է թվում, բայց իրականում այն ​​ազդում է մթնոլորտում լույսի բեկման խորը ասպեկտների վրա: Նախքան այս հարցի պատասխանը հասկանալը, դուք պետք է պատկերացնեք, թե ինչ է լույսը..jpg" align="left" height="1 src=">

Ի՞նչ է լույսը:

Արևի լույսը էներգիա է: Արեգակի ճառագայթների ջերմությունը, կենտրոնացած ոսպնյակի կողմից, վերածվում է կրակի։ Լույսը և ջերմությունը արտացոլվում են սպիտակ մակերևույթներից և կլանում են սևերը: Ահա թե ինչու սպիտակ հագուստն ավելի սառն է, քան սևը։

Ո՞րն է լույսի բնույթը: Առաջին մարդը, ով լրջորեն փորձեց ուսումնասիրել լույսը, Իսահակ Նյուտոնն էր: Նա կարծում էր, որ լույսը բաղկացած է կորպուսային մասնիկներից, որոնք կրակվում են գնդակի նման։ Բայց լույսի որոշ առանձնահատկություններ չեն կարող բացատրվել այս տեսությամբ:

Մեկ այլ գիտնական՝ Հյուգենսը, առաջարկեց լույսի բնույթի այլ բացատրություն։ Նա մշակել է լույսի «ալիքային» տեսությունը։ Նա հավատում էր, որ լույսը իմպուլսներ կամ ալիքներ է ձևավորում, ինչպես որ լճակ նետված քարն ալիքներ է ստեղծում։

Ի՞նչ տեսակետներ ունեն այսօր գիտնականները լույսի ծագման վերաբերյալ: Ներկայումս ենթադրվում է, որ լույսի ալիքները ունեն բնութագրերըև՛ մասնիկներ, և՛ ալիքներ միաժամանակ: Փորձարկումներ են անցկացվում երկու տեսությունները հաստատելու համար։

Լույսը կազմված է ֆոտոններից՝ անկշիռ, զանգված չունեցող մասնիկներից, որոնք շարժվում են մոտ 300000 կմ/վ արագությամբ և ունեն ալիքի հատկություններ։ Լույսի ալիքի հաճախականությունը որոշում է նրա գույնը: Բացի այդ, որքան բարձր է տատանումների հաճախականությունը, այնքան կարճ է ալիքի երկարությունը: Յուրաքանչյուր գույն ունի իր թրթռման հաճախականությունը և ալիքի երկարությունը: Սպիտակ արևի լույսը կազմված է բազմաթիվ գույներից, որոնք կարելի է տեսնել, երբ այն բեկվում է ապակե պրիզմայի միջով:

1. Պրիզման քայքայում է լույսը:

2. Սպիտակ լույսը բարդ է:

Եթե ​​ուշադիր նայեք լույսի անցմանը եռանկյուն պրիզմայով, կարող եք տեսնել, որ սպիտակ լույսի տարրալուծումը սկսվում է հենց որ լույսը օդից անցնում է ապակու: Ապակու փոխարեն կարող եք օգտագործել այլ նյութեր, որոնք թափանցիկ են լույսի համար:

Հատկանշական է, որ այս փորձը գոյատևել է դարեր, և դրա մեթոդաբանությունը դեռևս կիրառվում է լաբորատորիաներում՝ առանց էական փոփոխությունների։

դիսպերսիո (լատ.) – ցրում, ցրում – ցրում

I. Նյուտոնի փորձերը դիսպերսիայի վերաբերյալ.

Ի.Նյուտոնն առաջինն է ուսումնասիրել լույսի ցրվածության ֆենոմենը և համարվում է նրա գիտական ​​կարևոր ձեռքբերումներից մեկը։ Իզուր չէ, որ նրա շիրմաքարի վրա, որը կանգնեցվել է 1731 թվականին և զարդարված երիտասարդ տղաների ֆիգուրներով, որոնք իրենց ձեռքերում պահում են նրա ամենակարևոր հայտնագործությունների խորհրդանիշները, մի գործիչ ունի պրիզմա, իսկ հուշարձանի վրա գրված է հետևյալ բառերը. Նա ուսումնասիրեց լույսի ճառագայթների և երևացողի տարբերությունը տարբեր հատկություններ, որը նախկինում ոչ ոք չէր կասկածում»։ Վերջին հայտարարությունը լիովին ճշգրիտ չէ. Ցրվածությունը հայտնի էր ավելի վաղ, սակայն այն մանրամասն ուսումնասիրված չէր։ Աստղադիտակները կատարելագործելիս Նյուտոնը նկատեց, որ ոսպնյակի կողմից ստացված պատկերը գունավոր է եզրերին: Ուսումնասիրելով բեկման միջոցով գունավորված եզրերը՝ Նյուտոնը կատարեց իր հայտնագործությունները օպտիկայի ոլորտում։

Տեսանելի սպեկտր

Երբ սպիտակ ճառագայթը քայքայվում է պրիզմայով, ձևավորվում է սպեկտր, որտեղ տարբեր ալիքների երկարությունների ճառագայթումը բեկվում է տարբեր անկյուններից: Սպեկտրում ընդգրկված գույները, այսինքն՝ այն գույները, որոնք կարող են առաջանալ մեկ ալիքի երկարության (կամ շատ նեղ միջակայքի) լույսի ալիքներով, կոչվում են սպեկտրալ գույներ։ Հիմնական սպեկտրալ գույները (որոնք ունեն իրենց անունները), ինչպես նաև այս գույների արտանետման բնութագրերը ներկայացված են աղյուսակում.

Սպեկտրի յուրաքանչյուր «գույն» պետք է համապատասխանի որոշակի երկարության լույսի ալիքին

Սպեկտրի ամենապարզ գաղափարը կարելի է ստանալ՝ նայելով ծիածանը: Սպիտակ լույսը, որը բեկվում է ջրի կաթիլներով, ձևավորում է ծիածանը, քանի որ այն բաղկացած է բոլոր գույների բազմաթիվ ճառագայթներից, և դրանք բեկվում են տարբեր կերպ. կարմիրները ամենաթույլն են, կապույտը և մանուշակագույնը ամենաուժեղն են: Աստղագետներն ուսումնասիրում են Արեգակի, աստղերի, մոլորակների և գիսաստղերի սպեկտրները, քանի որ սպեկտրից շատ բան կարելի է սովորել։

Ազոտ" href="/text/category/azot/" rel="bookmark">ազոտ։ Կարմիր լույս և կապույտ գույնտարբեր կերպ են փոխազդում թթվածնի հետ: Քանի որ կապույտ գույնի ալիքի երկարությունը մոտավորապես համապատասխանում է թթվածնի ատոմի չափին, և դրա պատճառով կապույտ լույսը թթվածնով ցրվում է տարբեր ուղղություններով, մինչդեռ կարմիր լույսը հանգիստ անցնում է մթնոլորտային շերտով: Իրականում, մանուշակագույն լույսն էլ ավելի է ցրվում մթնոլորտում, սակայն մարդու աչքը ավելի քիչ զգայուն է դրա նկատմամբ, քան կապույտ լույսի նկատմամբ։ Արդյունքն այն է, որ մարդու աչքը բոլոր կողմերից որսում է թթվածնով ցրված կապույտ լույսը, ինչի պատճառով երկինքը մեզ կապույտ է թվում։

Առանց Երկրի վրա մթնոլորտի, Արևը մեզ կհայտնվի որպես պայծառ սպիտակ աստղ, իսկ երկինքը կլինի սև:

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

Անսովոր երեւույթներ

https://pandia.ru/text/80/039/images/image008_21.jpg" alt="Aurora" align="left" width="140" height="217 src=">!} Ավրորաներ Հին ժամանակներից մարդիկ հիանում էին բևեռափայլերի հիասքանչ պատկերով և զարմանում դրանց ծագման մասին։ Ավրորաների մասին ամենավաղ հիշատակումներից մեկը հանդիպում է Արիստոտելում։ 2300 տարի առաջ գրված նրա «Օդերեւութաբանություն»-ում կարող եք կարդալ. «Երբեմն պարզ գիշերներին երկնքում նկատվում են բազմաթիվ երևույթներ՝ բացեր, բացեր, արյան կարմիր գույն...

Կարծես թե կրակ է վառվում»:

Ինչու՞ է թափանցիկ ճառագայթը ալիքվում գիշերը:

Ի՞նչ բարակ բոց է տարածվում երկնակամարում:

Կայծակի պես առանց սպառնացող ամպերի

Ձգտո՞ւմ եք գետնից դեպի զենիթ:

Ինչպես կարող է լինել, որ սառեցված գնդակը

Ձմռան կեսին հրդեհ եղե՞լ է։

Ի՞նչ է Ավրորան: Ինչպե՞ս է այն ձևավորվում:

Պատասխանել. Ավրորան լյումինեսցենտ շող է, որն առաջանում է Արեգակից թռչող լիցքավորված մասնիկների (էլեկտրոններ և պրոտոններ) փոխազդեցությունից երկրագնդի մթնոլորտի ատոմների և մոլեկուլների հետ։ Այս լիցքավորված մասնիկների հայտնվելը մթնոլորտի որոշակի հատվածներում և որոշակի բարձրությունների վրա արևային քամու փոխազդեցության արդյունք է. մագնիսական դաշտըԵրկիր.

Aerosol" href="/text/category/ayerozolmz/" rel="bookmark">աերոզոլային փոշու և խոնավության ցրում, սրանք են արևի գույնի քայքայման (ցրվածության) հիմնական պատճառները: Զենիթային դիրքում հաճախականությունը Օդի աերոզոլային բաղադրիչների վրա արևի ճառագայթը տեղի է ունենում գրեթե ուղիղ անկյան տակ, դիտորդի աչքերի և արևի միջև դրանց շերտը աննշան է: Որքան ցածր է արևը իջնում ​​դեպի հորիզոն, այնքան շերտի հաստությունը մեծանում է: մթնոլորտային օդըև դրա մեջ աերոզոլային կախույթի քանակը: Արևի ճառագայթները, համեմատած դիտորդի հետ, փոխում են կախված մասնիկների վրա ընկնելու անկյունը, այնուհետև նկատվում է ցրում արևի լույս. Այսպիսով, ինչպես նշվեց վերևում, արևի լույսը բաղկացած է յոթ հիմնական գույներից: Յուրաքանչյուր գույն նման է էլեկտրամագնիսական ալիք, ունի իր երկարությունը և մթնոլորտում ցրվելու ունակությունը։ Սպեկտրի հիմնական գույները դասավորված են ըստ սանդղակի՝ կարմիրից մինչև մանուշակագույն։ Կարմիր գույնն ունի մթնոլորտում ցրվելու (և հետևաբար ներծծվելու) նվազագույն կարողությունը: Դիսպերսիայի երևույթի դեպքում սանդղակի վրա կարմիրին հաջորդող բոլոր գույները ցրվում են աերոզոլային կախոցի բաղադրիչներով և ներծծվում դրանցով: Դիտորդը տեսնում է միայն կարմիր գույնը: Սա նշանակում է, որ որքան հաստ է մթնոլորտային օդի շերտը, որքան բարձր է կախված նյութի խտությունը, այնքան սպեկտրի ավելի շատ ճառագայթներ կցրվեն և կլանվեն։ Հայտնի բնական երևույթ՝ 1883 թվականին Կրակատոա հրաբխի հզոր ժայթքումից հետո մի քանի տարի շարունակ մոլորակի տարբեր վայրերում նկատվում էին անսովոր պայծառ, կարմիր մայրամուտներ։ Դա բացատրվում է ժայթքման ժամանակ մթնոլորտ հրաբխային փոշու հզոր արտանետմամբ։

Կարծում եմ, որ ուսումնասիրություններս այստեղ չեն ավարտվի։ Ես դեռ հարցեր ունեմ. Ես ուզում եմ իմանալ:

Ինչ է տեղի ունենում, երբ լույսի ճառագայթները անցնում են միջով տարբեր հեղուկներ, լուծումներ;

Ինչպես է լույսը արտացոլվում և կլանում:

Ավարտելով այս աշխատանքը՝ ես համոզվեցի, թե որքան զարմանալի և գործնական գործունեության համար օգտակար կարող է լինել լույսի բեկման երևույթը: Հենց դա ինձ թույլ տվեց հասկանալ, թե ինչու է մայրամուտը կարմիր:

գրականություն

1. , Ֆիզիկա. Քիմիա. 5-6 դասարաններ Դասագիրք. M.: Bustard, 2009, էջ 106

2. Դամասկոսի պողպատի երեւույթները բնության մեջ. Մ.: Կրթություն, 1974, 143 էջ.

3. «Ո՞վ է ստեղծում ծիածանը»: – Կվանտ 1988, թիվ 6, էջ 46։

4. Նյուտոն I. Դասախոսություններ օպտիկայի վերաբերյալ. Տարասովը բնության մեջ. - Մ.: Կրթություն, 1988

Ինտերնետային ռեսուրսներ.

1. http://potomy. ru/ Ինչու՞ է երկինքը կապույտ:

2. http://www. voprosy-kak-i-pochemu. ru Ինչու է երկինքը կապույտ:

3. http://expirience. ru/կատեգորիա/կրթություն/

Մենք բոլորս սովոր ենք այն փաստին, որ երկնքի գույնը փոփոխական հատկանիշ է։ Մառախուղ, ամպեր, օրվա ժամը - ամեն ինչ ազդում է գմբեթի գույնի վրա: Դրա ամենօրյա հերթափոխը չի զբաղեցնում մեծահասակների մեծամասնության միտքը, ինչը չի կարելի ասել երեխաների մասին: Նրանք անընդհատ մտածում են, թե ինչու է երկինքը ֆիզիկապես կապույտ կամ ինչն է կարմիր մայրամուտը դարձնում: Փորձենք հասկանալ այս ոչ այնքան պարզ հարցերը։

Փոփոխելի

Արժե սկսել՝ պատասխանելով այն հարցին, թե իրականում ինչ է ներկայացնում երկինքը: IN հին աշխարհայն իսկապես դիտվում էր որպես Երկիրը ծածկող գմբեթ: Այսօր, սակայն, դժվար թե որևէ մեկը չգիտի, որ որքան էլ բարձրանա հետաքրքրասեր հետախույզը, նա չի կարողանա հասնել այս գմբեթին։ Երկինքը մի բան չէ, այլ ավելի շուտ համայնապատկեր, որը բացվում է մոլորակի մակերևույթից դիտելիս՝ լույսից հյուսված մի տեսակ տեսք: Ավելին, եթե դիտարկվում է տարբեր կետերից, այն կարող է տարբեր տեսք ունենալ։ Այսպիսով, ամպերից վեր բարձրանալուց բոլորովին այլ տեսարան է բացվում, քան այս պահին գետնից:

Պարզ երկինքը կապույտ է, բայց հենց որ ամպերը մտնում են, այն դառնում է մոխրագույն, կապարագույն կամ կեղտոտ սպիտակ: Գիշերային երկինքը սև է, երբեմն կարելի է տեսնել կարմրավուն հատվածներ: Սա քաղաքի արհեստական ​​լուսավորության արտացոլումն է։ Նման բոլոր փոփոխությունների պատճառը լույսն է և դրա փոխազդեցությունը օդի և դրա մեջ պարունակվող տարբեր նյութերի մասնիկների հետ։

Գույնի բնույթը

Որպեսզի պատասխանենք այն հարցին, թե ինչու է երկինքը կապույտ ֆիզիկայի տեսանկյունից, պետք է հիշել, թե ինչ է գույնը։ Սա որոշակի երկարության ալիք է: Արեգակից Երկիր եկող լույսը երևում է որպես սպիտակ: Նյուտոնի փորձերից ի վեր հայտնի էր, որ այն յոթ ճառագայթներից է` կարմիր, նարնջագույն, դեղին, կանաչ, կապույտ, ինդիգո և մանուշակագույն: Գույները տարբերվում են ալիքի երկարությամբ: Կարմիր-նարնջագույն սպեկտրը ներառում է ալիքներ, որոնք ամենատպավորիչն են այս պարամետրով: սպեկտրի մասերը բնութագրվում են կարճ ալիքի երկարությամբ: Լույսի տարրալուծումը սպեկտրի մեջ տեղի է ունենում, երբ այն բախվում է տարբեր նյութերի մոլեկուլներին, և ալիքների մի մասը կարող է կլանվել, իսկ մի մասը՝ ցրվել։

Պատճառի հետաքննություն

Շատ գիտնականներ փորձել են բացատրել, թե ինչու է երկինքը ֆիզիկայի առումով կապույտ: Բոլոր հետազոտողները ձգտել են բացահայտել մի երեւույթ կամ գործընթաց, որը լույս է ցրում մոլորակի մթնոլորտում այնպես, որ արդյունքում մեզ է հասնում միայն կապույտ լույսը։ Նման մասնիկների դերի առաջին թեկնածուները ջուրն էին։ Ենթադրվում էր, որ դրանք կլանում են կարմիր լույսը և փոխանցում կապույտ լույս, և արդյունքում մենք տեսնում ենք կապույտ երկինք։ Հետագա հաշվարկները, սակայն, ցույց տվեցին, որ մթնոլորտում օզոնի, սառույցի բյուրեղների և ջրի գոլորշիների մոլեկուլների քանակը բավարար չէ երկնքին կապույտ գույն տալու համար։

Պատճառը աղտոտվածությունն է

Հետազոտության հաջորդ փուլում Ջոն Թինդալն առաջարկեց, որ փոշին կատարում է ցանկալի մասնիկների դերը։ Կապույտ լույսն ամենամեծ դիմադրությունն ունի ցրման նկատմամբ, և, հետևաբար, կարողանում է անցնել փոշու բոլոր շերտերի և այլ կասեցված մասնիկների միջով: Թինդալը փորձարկում է անցկացրել, որը հաստատել է նրա ենթադրությունը։ Նա լաբորատորիայում մշուշի մոդել է ստեղծել և այն լուսավորել վառ սպիտակ լույսով։ Մշուշը կապույտ երանգ է ստացել։ Գիտնականն իր հետազոտությունից միանշանակ եզրակացություն է արել՝ երկնքի գույնը որոշվում է փոշու մասնիկներով, այսինքն՝ եթե Երկրի օդը մաքուր լիներ, ապա մարդկանց գլխավերեւում գտնվող երկինքը ոչ թե կապույտ, այլ սպիտակ կփայլեր։

Տիրոջ հետազոտություն

Հարցի վերջնական կետը, թե ինչու է երկինքը կապույտ (ֆիզիկայի տեսանկյունից) դրել է անգլիացի գիտնական լորդ Դ. Ռեյլին: Նա ապացուցեց, որ փոշին կամ մշուշը չէ, որ ներկում է մեր գլխի վերևի տարածությունը մեզ ծանոթ ստվերում։ Դա ինքնին օդում է: Գազի մոլեկուլները կլանում են ամենաերկար ալիքի երկարությունները, որոնք համարժեք են կարմիրին: Կապույտը ցրվում է: Հենց այսպես ենք այսօր բացատրում երկնքի գույնը, որը տեսնում ենք պարզ եղանակին:

Նրանք, ովքեր ուշադիր են, կնկատեն, որ գիտնականների տրամաբանությամբ՝ գմբեթի վերևը պետք է լինի մանուշակագույն, քանի որ այս գույնն ունի ամենակարճ ալիքի երկարությունը տեսանելի տիրույթում։ Այնուամենայնիվ, դա սխալ չէ. մանուշակի մասնաբաժինը սպեկտրում շատ ավելի փոքր է, քան կապույտը, և մարդու աչքերն ավելի զգայուն են վերջինիս նկատմամբ: Իրականում կապույտը, որը մենք տեսնում ենք, արդյունք է կապույտը մանուշակագույնի և որոշ այլ գույների խառնման:

Մայրամուտներ և ամպեր

Բոլորը գիտեն, որ ներս տարբեր ժամանակօրեր դուք կարող եք տեսնել տարբեր գույներկինք. Գեղեցիկ մայրամուտների լուսանկարները ծովի կամ լճի վրայով դրա կատարյալ օրինակն են: Կարմիրի և դեղինի բոլոր տեսակի երանգները, որոնք համակցված են կապույտի և մուգ կապույտի հետ, նման տեսարանն անմոռանալի են դարձնում։ Եվ դա բացատրվում է լույսի նույն ցրմամբ։ Փաստն այն է, որ մայրամուտի և արշալույսի ժամանակ արևի ճառագայթները պետք է շատ ավելի երկար ճանապարհ անցնեն մթնոլորտով, քան օրվա բարձրության վրա: Այս դեպքում սպեկտրի կապույտ-կանաչ հատվածի լույսը ցրվում է տարբեր ուղղություններով, իսկ հորիզոնի մոտ տեղակայված ամպերը գունավորվում են կարմիր երանգներով։

Երբ երկինքը ամպամած է լինում, պատկերն ամբողջությամբ փոխվում է։ չկարողանալով հաղթահարել խիտ շերտը, և դրանց մեծ մասը պարզապես չի հասնում գետնին: Ճառագայթները, որոնք կարողացել են անցնել ամպերի միջով, հանդիպում են անձրևի ջրային կաթիլներին և ամպերին, որոնք կրկին աղավաղում են լույսը։ Այս բոլոր փոխակերպումների արդյունքում Երկիր է հասնում սպիտակ լույսը, եթե ամպերը փոքր են, իսկ մոխրագույն լույսը, երբ երկինքը ծածկվում է տպավորիչ ամպերով, որոնք երկրորդ անգամ կլանում են ճառագայթների մի մասը։

Այլ երկինքներ

Հետաքրքիր է, որ այլ մոլորակների վրա Արեգակնային համակարգՄակերեւույթից դիտելիս կարելի է տեսնել Երկրի երկինքը շատ տարբեր: Մթնոլորտից զրկված տիեզերական օբյեկտների վրա արևի ճառագայթները ազատորեն հասնում են մակերեսին: Արդյունքում այստեղ երկինքը սև է, առանց որևէ ստվերի։ Այս նկարը կարելի է տեսնել Լուսնի, Մերկուրիի և Պլուտոնի վրա:

Մարսի երկինքը կարմիր-նարնջագույն երանգ ունի: Դրա պատճառը մոլորակի մթնոլորտը լցնող փոշու մեջ է: Նա նկարված է տարբեր երանգներկարմիր և նարնջագույն: Երբ Արևը բարձրանում է հորիզոնից, Մարսի երկինքը դառնում է վարդագույն-կարմիր, մինչդեռ լուսատուի սկավառակը անմիջապես շրջապատող տարածքը հայտնվում է կապույտ կամ նույնիսկ մանուշակագույն:

Սատուրնի վերևում գտնվող երկինքը նույն գույնի է, ինչ Երկրի վրա: Ուրանի վրայով ձգվում է ջրային երկինքը: Պատճառը վերին մոլորակներում տեղակայված մեթանի մշուշի մեջ է։

Վեներան հետազոտողների աչքից թաքնված է ամպերի խիտ շերտով։ Այն թույլ չի տալիս կապույտ-կանաչ սպեկտրի ճառագայթներին հասնել մոլորակի մակերեսին, ուստի երկինքը այստեղ դեղնանարնջագույն է՝ հորիզոնի երկայնքով մոխրագույն շերտով:

Օրվա ընթացքում վերևում գտնվող տարածությունն ուսումնասիրելը ոչ պակաս հրաշքներ է բացահայտում, քան աստղային երկինքը: Ամպերում և դրանց հետևում տեղի ունեցող գործընթացները հասկանալն օգնում է հասկանալ սովորական մարդուն բավականին ծանոթ բաների պատճառը, ինչը, սակայն, ոչ բոլորը կարող են անմիջապես բացատրել:

Երբ քամին սպիտակ փափուկ թափանցիկ թիկնոց է նետում գեղեցիկ կապույտ երկնքի վրա, մարդիկ սկսում են ավելի ու ավելի հաճախ նայել դեպի վեր: Եթե ​​միևնույն ժամանակ հագնում է նաև մոխրագույն մեծ մուշտակ՝ անձրևի արծաթյա թելերով, ապա շրջապատողները թաքնվում են դրանից հովանոցների տակ։ Եթե ​​հանդերձանքը մուգ մանուշակագույն է, ապա բոլորը նստած են տանը և ցանկանում են տեսնել արևոտ կապույտ երկինքը։

Եվ միայն այն ժամանակ, երբ հայտնվում է այդքան երկար սպասված արևոտ կապույտ երկինքը, որը շլացուցիչ է դարձնում կապույտ զգեստ, արևի ոսկեգույն շողերով զարդարված մարդիկ ուրախանում են և ժպտալով լքում են իրենց տները՝ սպասելով լավ եղանակին։

Հարցը, թե ինչու է երկինքը կապույտ, անհիշելի ժամանակներից անհանգստացնում է մարդկային մտքերին: Հունական լեգենդները գտել են իրենց պատասխանը. Նրանք պնդում էին, որ այս երանգը նրան տվել է ամենամաքուր ժայռային բյուրեղը։

Լեոնարդո դա Վինչիի և Գյոթեի օրոք նրանք նաև պատասխան էին փնտրում այն ​​հարցին, թե ինչու է երկինքը կապույտ։ Նրանք կարծում էին, որ երկնքի կապույտ գույնը ստացվում է լույսը խավարի հետ խառնելով։ Բայց հետագայում այս տեսությունը հերքվեց որպես անհիմն, քանի որ պարզվեց, որ այս գույները համադրելով՝ կարելի է ստանալ միայն մոխրագույն սպեկտրի երանգներ, բայց ոչ գույն:

Որոշ ժամանակ անց այն հարցի պատասխանը, թե ինչու է երկինքը կապույտ, փորձեցին բացատրել 18-րդ դարում Մարիոթը, Բուգերը և Էյլերը: Նրանք կարծում էին, որ սա օդը կազմող մասնիկների բնական գույնն է։ Այս տեսությունը տարածված էր նույնիսկ հաջորդ դարի սկզբին, հատկապես, երբ պարզվեց, որ հեղուկ թթվածինը կապույտ է, իսկ հեղուկ օզոնը կապույտ է։

Սոսյուրն առաջինն էր, ով հանդես եկավ քիչ թե շատ խելամիտ գաղափարով, ով առաջարկեց, որ եթե օդը լինի ամբողջովին մաքուր, առանց կեղտերի, ապա երկինքը կդառնա սև։ Բայց քանի որ մթնոլորտը պարունակում է տարբեր տարրեր (օրինակ՝ գոլորշու կամ ջրի կաթիլներ), նրանք, արտացոլելով գույնը, երկնքին տալիս են ցանկալի երանգ։

Սրանից հետո գիտնականները սկսեցին ավելի ու ավելի մոտենալ ճշմարտությանը։ Արագոն հայտնաբերեց բևեռացումը՝ ցրված լույսի բնութագրիչներից մեկը, որը ցատկում է երկնքից: Ֆիզիկան միանշանակ օգնել է գիտնականին այս հայտնագործության մեջ։ Հետագայում այլ հետազոտողներ սկսեցին փնտրել պատասխանը։ Միևնույն ժամանակ, այն հարցը, թե ինչու է երկինքը կապույտ, այնքան հետաքրքրեց գիտնականներին, որ դա պարզելու համար իրականացվեց. մեծ գումարտարբեր փորձեր, որոնք հանգեցրել են այն մտքին, որ հիմնական պատճառըԿապույտ գույնի հայտնվելը պայմանավորված է նրանով, որ մեր Արեգակի ճառագայթները պարզապես ցրված են մթնոլորտում:

Բացատրություն

Առաջինը, ով ստեղծել է մոլեկուլային լույսի ցրման համար մաթեմատիկական հիմնավորված պատասխան, բրիտանացի հետազոտող Ռեյլին էր: Նա ենթադրեց, որ լույսը ցրվում է ոչ թե մթնոլորտի կեղտերի, այլ հենց օդի մոլեկուլների պատճառով։ Նրա տեսությունը մշակվել է, և սա այն եզրակացությանն է, որին եկել են գիտնականները:

Արեգակի ճառագայթները դեպի Երկիր են հասնում նրա մթնոլորտի միջով (օդի հաստ շերտ), այսպես կոչված, մոլորակի օդային ծրարով: Մութ երկինքը ամբողջությամբ լցված է օդով, որը, չնայած այն հանգամանքին, որ ամբողջովին թափանցիկ է, դատարկ չէ, այլ բաղկացած է գազի մոլեկուլներից՝ ազոտից (78%) և թթվածնից (21%), ինչպես նաև ջրի կաթիլներից, գոլորշուց, սառույցի բյուրեղներ և պինդ նյութի փոքր կտորներ (օրինակ՝ փոշու մասնիկներ, մուր, մոխիր, օվկիանոսի աղ և այլն):

Որոշ ճառագայթներ կարողանում են ազատորեն անցնել գազի մոլեկուլների միջև՝ ամբողջությամբ շրջանցելով դրանք, և, հետևաբար, առանց փոփոխության հասնում են մեր մոլորակի մակերեսին, բայց ճառագայթների մեծ մասը բախվում է գազի մոլեկուլների հետ, որոնք հուզվում են, ստանում էներգիա և բաց թողնում բազմագույն ճառագայթներ տարբեր ուղղություններով, ամբողջությամբ։ գունավորում է երկինքը, ինչի արդյունքում մենք տեսնում ենք արևոտ կապույտ երկինք:

Սպիտակ լույսն ինքնին բաղկացած է ծիածանի բոլոր գույներից, որոնք հաճախ կարելի է տեսնել, երբ այն բաժանվում է իր բաղադրիչ մասերի: Պատահում է, որ օդի մոլեկուլները ամենաշատը ցրում են կապույտ և մանուշակագույն գույները, քանի որ դրանք սպեկտրի ամենակարճ մասն են, քանի որ ունեն ամենակարճ ալիքի երկարությունը:

Երբ մթնոլորտում կապույտ և մանուշակագույն գույները խառնվում են փոքր քանակությամբ կարմիր, դեղին և կանաչ գույներով, երկինքը սկսում է «փայլել» կապույտ:

Քանի որ մեր մոլորակի մթնոլորտը միատարր չէ, այլ բավականին տարբեր (Երկրի մակերևույթի մոտ այն ավելի խիտ է, քան վերևում), այն ունի տարբեր կառուցվածք և հատկություններ, մենք կարող ենք դիտել կապույտ երանգներ: Մինչ մայրամուտը կամ արևածագը, երբ արևի ճառագայթների երկարությունը զգալիորեն մեծանում է, կապույտ և մանուշակագույն գույները ցրվում են մթնոլորտում և բացարձակապես չեն հասնում մեր մոլորակի մակերեսին։ Դեղնակարմիր ալիքները, որոնք մենք դիտարկում ենք երկնքում այս ժամանակահատվածում, հաջողությամբ հասնում են։

Գիշերը, երբ արևի ճառագայթները չեն կարողանում հասնել մոլորակի որոշակի կողմ, այնտեղ մթնոլորտը դառնում է թափանցիկ, և մենք տեսնում ենք «սև» տարածություն։ Մթնոլորտի վերևում գտնվող տիեզերագնացները հենց այդպես են տեսնում այն: Հարկ է նշել, որ տիեզերագնացների բախտը բերել է, քանի որ երբ նրանք գտնվում են երկրի մակերևույթից ավելի քան 15 կմ բարձրության վրա, օրվա ընթացքում նրանք կարող են միաժամանակ դիտարկել Արեգակն ու աստղերը։

Երկնքի գույնը այլ մոլորակների վրա

Քանի որ երկնքի գույնը մեծապես կախված է մթնոլորտից, զարմանալի չէ, որ այն տարբեր գույների է տարբեր մոլորակների վրա։ Հետաքրքիր է, որ Սատուրնի մթնոլորտը նույն գույնի է, ինչ մեր մոլորակինը:

Ուրանի երկինքը շատ գեղեցիկ ակվամարին գույն է: Նրա մթնոլորտը հիմնականում բաղկացած է հելիումից և ջրածնից։Այն նաև պարունակում է մեթան, որն ամբողջությամբ կլանում է կարմիրը և ցրում կանաչ և կապույտ գույները։ Կապույտ գույնիՆեպտունի երկինք. այս մոլորակի մթնոլորտը չի պարունակում այնքան հելիում և ջրածին, որքան մերը, բայց կա շատ մեթան, որը չեզոքացնում է կարմիր լույսը:

Լուսնի, Երկրի արբանյակի, ինչպես նաև Մերկուրիի և Պլուտոնի վրա մթնոլորտը իսպառ բացակայում է, հետևաբար, լույսի ճառագայթները չեն արտացոլվում, ուստի երկինքն այստեղ սև է, իսկ աստղերը հեշտությամբ տարբերվում են: Կապույտ և կանաչ գույներԱրեգակի ճառագայթներն ամբողջությամբ կլանում են Վեներայի մթնոլորտը, և երբ Արևը գտնվում է հորիզոնին մոտ, երկինքը դեղին է:

Աշխատանքի տեքստը տեղադրված է առանց պատկերների և բանաձևերի։
Ամբողջական տարբերակըաշխատանքը հասանելի է «Աշխատանքային ֆայլեր» ներդիրում՝ PDF ձևաչափով

1. Ներածություն.

Փողոցում խաղալիս մի անգամ նկատեցի երկինքը, այն արտասովոր էր՝ անհատակ, անվերջ ու կապույտ, կապույտ։ Եվ միայն ամպերը մի փոքր ծածկեցին այս կապույտ գույնը: Մտածեցի՝ ինչո՞ւ է երկինքը կապույտ։ Ես անմիջապես հիշեցի աղվեսի Ալիսի երգը Պինոքիոյի մասին հեքիաթից «Ի՜նչ կապույտ երկինք…» և աշխարհագրության դաս, որտեղ «Եղանակ» թեման ուսումնասիրելիս նկարագրել ենք երկնքի վիճակը, ինչպես նաև ասել, որ այն կապույտ է։ Այսպիսով, ի վերջո, ինչու է երկինքը կապույտ: Երբ հասա տուն, մայրիկիս այս հարցը տվեցի. Նա ինձ ասաց, որ երբ մարդիկ լաց են լինում, նրանք օգնություն են խնդրում երկնքից: Երկինքը խլում է նրանց արցունքները, ուստի այն կապտում է լճի պես։ Բայց մորս պատմությունը չբավարարեց իմ հարցը։ Ես որոշեցի հարցնել իմ դասընկերներին և ուսուցիչներին, թե արդյոք նրանք գիտեն, թե ինչու է երկինքը կապույտ: Հարցմանը մասնակցել է 24 աշակերտ և 17 ուսուցիչ։ Հարցաթերթիկները մշակելուց հետո ստացանք հետևյալ արդյունքները.

Դպրոցում աշխարհագրության դասի ժամանակ այս հարցը տվեցի ուսուցչին. Նա ինձ պատասխանեց, որ երկնքի գույնը հեշտությամբ կարելի է բացատրել ֆիզիկայի տեսանկյունից։ Այս երեւույթը կոչվում է դիսպերսիա։ Վիքիպեդիայից ես իմացա, որ դիսպերսիան լույսի սպեկտրի քայքայման գործընթացն է։ Աշխարհագրության ուսուցչուհի Լարիսա Բորիսովնան ինձ առաջարկեց այս երևույթը դիտարկել փորձարարական եղանակով։ Եվ մենք գնացինք ֆիզիկայի սենյակ: Ֆիզիկայի ուսուցիչ Վասիլի Ալեքսանդրովիչը պատրաստակամորեն համաձայնեց օգնել մեզ այս հարցում։ Հատուկ սարքավորումների օգնությամբ ես կարողացա հետևել, թե ինչպես է տեղի ունենում ցրման գործընթացը բնության մեջ:

Հարցի պատասխանը գտնելու համար, թե ինչու է երկինքը կապույտ, որոշեցինք ուսումնասիրություն կատարել։ Այսպես առաջացավ նախագիծ գրելու գաղափարը։ Իմ ղեկավարի հետ որոշեցինք հետազոտության թեման, նպատակը և խնդիրները, առաջ քաշեցինք վարկած, որոշեցինք հետազոտության մեթոդներն ու մեր գաղափարի իրականացման մեխանիզմները։

ՎարկածԼույսը Երկիր է ուղարկվում Արևի կողմից և ամենից հաճախ, երբ մենք նայում ենք դրան, այն մեզ շլացուցիչ սպիտակ է թվում: Արդյո՞ք դա նշանակում է, որ երկինքը պետք է սպիտակ լինի: Բայց իրականում երկինքը կապույտ է։ Ուսումնասիրության ընթացքում մենք կգտնենք այս հակասությունների բացատրությունները:

ԹիրախԳտեք այն հարցի պատասխանը, թե ինչու է երկինքը կապույտ և պարզեք, թե ինչից է կախված դրա գույնը:

Առաջադրանքներ. 1. Ծանոթացեք թեմայի վերաբերյալ տեսական նյութին

2. Փորձնական ուսումնասիրել լույսի ցրման երեւույթը

3. Դիտեք երկնքի գույնը օրվա տարբեր ժամերին եւ եղանակային տարբեր պայմաններում

Ուսումնասիրության օբյեկտ: երկինք

Նյութ:երկնքի լույսն ու գույնը

Հետազոտության մեթոդներ.վերլուծություն, փորձ, դիտարկում

Աշխատանքի փուլերը.

1. Տեսական

2. Գործնական

3. Վերջնական եզրակացություններ հետազոտական ​​թեմայի վերաբերյալ

Աշխատանքի գործնական նշանակությունըՀետազոտական ​​նյութերը կարող են օգտագործվել աշխարհագրության և ֆիզիկայի դասերին որպես դասավանդման մոդուլ:

2. Հիմնական մասը.

2.1. Խնդրի տեսական կողմերը. Երևույթ Կապույտ երկինքֆիզիկայի տեսանկյունից

Ինչու է երկինքը կապույտ - շատ դժվար է գտնել նման պարզ հարցի պատասխանը: Նախ, եկեք սահմանենք հայեցակարգը. Երկինքը Երկրի վրա գտնվող տարածությունն է կամ ցանկացած այլ աստղագիտական ​​օբյեկտի մակերեսը: Ընդհանուր առմամբ, երկինքը սովորաբար կոչվում է համայնապատկեր, որը բացվում է Երկրի (կամ աստղագիտական ​​այլ օբյեկտի) մակերևույթից դեպի տիեզերք նայելիս:

Բազմաթիվ գիտնականներ իրենց ուղեղները խելագարել են՝ պատասխան փնտրելու համար: Լեոնարդո դա Վինչին, դիտելով բուխարու կրակը, գրել է. «Լույսը խավարի վրա դառնում է կապույտ»: Բայց այսօր հայտնի է, որ սպիտակի և սևի միաձուլումից առաջանում է մոխրագույն:

Բրինձ. 1. Լեոնարդո դա Վինչիի վարկածը

Իսահակ Նյուտոնը գրեթե բացատրեց երկնքի գույնը, սակայն դրա համար նա ստիպված էր ենթադրել, որ մթնոլորտում պարունակվող ջրի կաթիլները օճառի պղպջակների պես բարակ պատեր ունեն: Բայց պարզվեց, որ այդ կաթիլները գնդիկներ են, ինչը նշանակում է, որ դրանք պատի հաստություն չունեն։ Եվ այսպես, Նյուտոնի փուչիկը պայթեց:

Բրինձ. 2. Նյուտոնի վարկածը

Խնդրի լավագույն լուծումն առաջարկել է անգլիացի ֆիզիկոս լորդ Ջոն Ռեյլին մոտ 100 տարի առաջ։ Բայց եկեք սկսենք սկզբից. Արևը կուրացնող սպիտակ լույս է արձակում, ինչը նշանակում է, որ երկնքի գույնը պետք է լինի նույնը, բայց այն դեռևս կապույտ է: Ի՞նչ է տեղի ունենում մթնոլորտում սպիտակ լույսի հետ: Մթնոլորտի միջով անցնելիս, կարծես պրիզմայով, այն բաժանվում է յոթ գույների։ Դուք հավանաբար գիտեք այս տողերը. յուրաքանչյուր որսորդ ցանկանում է իմանալ, թե որտեղ է նստած փասիանը: Այս նախադասությունների մեջ խոր իմաստ է թաքնված. Նրանք մեզ համար ներկայացնում են տեսանելի լույսի սպեկտրի հիմնական գույները:

Բրինձ. 3. Սպիտակ լույսի սպեկտր:

Այս սպեկտրի լավագույն բնական ցուցադրումը, իհարկե, ծիածանը է:

Բրինձ. 4 Տեսանելի լույսի սպեկտր

Տեսանելի լույսը էլեկտրամագնիսական ճառագայթումն է, որի ալիքներն ունեն տարբեր ալիքի երկարություն։ Կա նաև անտեսանելի լույս, մեր աչքերը դա չեն ընկալում։ Սրանք ուլտրամանուշակագույն և ինֆրակարմիր են: Մենք դա չենք տեսնում, քանի որ դրա երկարությունը կա՛մ շատ երկար է, կա՛մ շատ կարճ: Լույս տեսնելը նշանակում է ընկալել նրա գույնը, բայց թե ինչ գույն ենք տեսնում, կախված է ալիքի երկարությունից: Ամենաերկար տեսանելի ալիքները կարմիր են, իսկ ամենակարճերը՝ մանուշակագույն։

Լույսի ցրվելու, այսինքն՝ միջավայրում տարածվելու ունակությունը նույնպես կախված է ալիքի երկարությունից։ Կարմիր լույսի ալիքները ցրում են ամենավատը, բայց կապույտ և մանուշակագույն գույներն ունեն բարձր ցրման ունակություն:

Բրինձ. 5. Լույս ցրելու ունակություն

Եվ վերջապես, մենք մոտ ենք մեր հարցի պատասխանին, թե ինչու է երկինքը կապույտ։ Ինչպես նշվեց վերևում, Սպիտակ գույն- դա բոլորի խառնուրդն է հնարավոր գույները. Երբ այն բախվում է գազի մոլեկուլին, սպիտակ լույսի յոթ գունավոր բաղադրիչներից յուրաքանչյուրը ցրվում է: Միևնույն ժամանակ, ավելի երկար ալիքներով լույսը ավելի վատ է ցրվում, քան կարճ ալիքներով լույսը: Դրա պատճառով օդում 8 անգամ ավելի շատ կապույտ սպեկտր է մնում, քան կարմիրը: Չնայած մանուշակագույնն ունի ամենակարճ ալիքի երկարությունը, երկինքը դեռ կապույտ է թվում մանուշակագույն և կանաչ ալիքների երկարությունների խառնուրդի պատճառով: Բացի այդ, մեր աչքերը կապույտն ավելի լավ են ընկալում, քան մանուշակը՝ հաշվի առնելով երկուսի նույն պայծառությունը: Հենց այս փաստերն են որոշում գունային սխեմաներկինք. մթնոլորտը բառացիորեն լցված է կապույտ-կապույտ գույնի ճառագայթներով:

Այնուամենայնիվ, երկինքը միշտ չէ, որ կապույտ է: Ցերեկը մենք տեսնում ենք երկինքը կապույտ, կապույտ, մոխրագույն, երեկոյան՝ կարմիր (Հավելված 1):Ինչու է մայրամուտը կարմիր: Մայրամուտին Արեգակը մոտենում է հորիզոնին և Արևի ճառագայթուղղված դեպի Երկրի մակերեսը ոչ թե ուղղահայաց, ինչպես ցերեկը, այլ անկյան տակ։ Հետևաբար, մթնոլորտի միջով անցնող ճանապարհը շատ ավելի երկար է, քան այն, ինչ անցնում է օրվա ընթացքում, երբ Արևը բարձր է: Դրա պատճառով կապույտ-կապույտ սպեկտրը ներծծվում է մթնոլորտում մինչև Երկիր հասնելը, և կարմիր սպեկտրի ավելի երկար լուսային ալիքները հասնում են Երկրի մակերեսին` գունավորելով երկինքը կարմիր և դեղին երանգներով: Երկնքի գույնի փոփոխությունն ակնհայտորեն կապված է իր առանցքի շուրջ Երկրի պտույտի, հետևաբար Երկրի վրա լույսի անկման անկյան հետ:

2.2. Գործնական ասպեկտներ. Խնդրի լուծման փորձարարական եղանակ

Ֆիզիկայի դասաժամին ծանոթացա սպեկտրոգրաֆ սարքին։ Ֆիզիկայի ուսուցիչ Վասիլի Ալեքսանդրովիչը պատմեց ինձ այս սարքի շահագործման սկզբունքը, որից հետո ես ինքնուրույն կատարեցի դիսպերսիա կոչվող փորձը։ Պրիզմայով անցնող սպիտակ լույսի ճառագայթը բեկվում է և էկրանին տեսնում ենք ծիածանը: (Հավելված 2):Այս փորձառությունն օգնեց ինձ հասկանալ, թե ինչպես է երկնքում հայտնվում բնության այս զարմանալի ստեղծագործությունը: Սպեկտրոգրաֆի օգնությամբ գիտնականներն այսօր կարող են տեղեկություններ ստանալ տարբեր նյութերի բաղադրության ու հատկությունների մասին։

Լուսանկար 1. Ցրվածության փորձի ցուցադրում

ֆիզիկայի սենյակ

Ես ուզում էի տանը ծիածան ստանալ: Իմ աշխարհագրության ուսուցչուհի Լարիսա Բորիսովնան ինձ ասաց, թե ինչպես դա անել: Սպեկտրոգրաֆի անալոգը ապակե տարա էր՝ ջրով, հայելիով, լապտերով և սպիտակ թղթի թերթիկով։ Տեղադրեք հայելին ջրի տարայի մեջ և տարայի հետևում դրեք սպիտակ թղթի թերթիկ: Լապտերի լույսն ուղղում ենք հայելու վրա, որպեսզի արտացոլված լույսն ընկնի թղթի վրա։ Թղթի վրա նորից ծիածան է հայտնվել։ (Հավելված 3):Ավելի լավ է փորձն անցկացնել մութ սենյակում։

Վերևում մենք արդեն ասացինք, որ սպիտակ լույսը, ըստ էության, արդեն պարունակում է ծիածանի բոլոր գույները: Դուք կարող եք համոզվել դրանում և հավաքել բոլոր գույները դեպի սպիտակ՝ պատրաստելով ծիածանի վերնաշապիկ (Հավելված 4):Եթե ​​այն շատ պտտեք, գույները կմիավորվեն, և սկավառակը կդառնա սպիտակ:

Չնայած գիտական ​​բացատրությունԾիածանի ձևավորումը, այս երևույթը մնում է մթնոլորտի առեղծվածային օպտիկական ակնոցներից մեկը: Դիտեք և վայելեք:

3. Եզրակացություն

Ծնողների կողմից այդքան հաճախ տրվող երեխաների՝ «Ինչու է երկինքը կապույտ» հարցի պատասխանը: Շատ հետաքրքիր ու ուսանելի բաներ սովորեցի։ Այսօրվա մեր վարկածի հակասությունները գիտական ​​բացատրություն ունեն.

Ամբողջ գաղտնիքը մեր մթնոլորտի երկնքի գույնի մեջ է՝ Երկիր մոլորակի օդային ծրարի մեջ։

Արևի սպիտակ ճառագայթը, անցնելով մթնոլորտով, բաժանվում է յոթ գույնի ճառագայթների:

Կարմիր և նարնջագույն ճառագայթներն ամենաերկարն են, իսկ կապույտը՝ ամենակարճը։

Կապույտ ճառագայթները Երկիր են հասնում ավելի քիչ, քան մյուսները, և այդ ճառագայթների շնորհիվ երկինքը ներծծվում է կապույտ գույնով

Երկինքը միշտ չէ, որ կապույտ է, և դա պայմանավորված է Երկրի առանցքային շարժմամբ:

Փորձնականորեն մենք կարողացանք պատկերացնել և հասկանալ, թե ինչպես է դիսպերսիան տեղի ունենում բնության մեջ: Վրա դասի ժամԴպրոցում ես իմ դասընկերներին ասացի, թե ինչու է երկինքը կապույտ։ Հետաքրքիր էր նաև իմանալ, թե որտեղ կարելի է դիտարկել ցրվածության երեւույթը մեր մեջ Առօրյա կյանք. Ես գտա մի քանի գործնական կիրառություն այս եզակի երեւույթի համար: (Հավելված 5):Ապագայում ես կցանկանայի շարունակել ուսումնասիրել երկինքը։ Եվս քանի՞ առեղծված է այն պարունակում: Ի՞նչ այլ երևույթներ են տեղի ունենում մթնոլորտում և ինչպիսի՞ն են դրանց բնույթը: Ինչպե՞ս են դրանք ազդում մարդկանց և Երկրի վրա ողջ կյանքի վրա: Երևի սրանք կլինեն իմ հետագա հետազոտության թեմաները:

Մատենագիտություն

1. Վիքիպեդիա՝ ազատ հանրագիտարան

2. Լ.Ա. Մալիկովան. Ֆիզիկայի էլեկտրոնային դասագիրք «Երկրաչափական օպտիկա»

3. Պերիշկին Ա.Վ. Ֆիզիկա. 9-րդ դասարան. Դասագիրք. M.: Bustard, 2014, էջ 202-209

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

5. Անձնական լուսանկարների արխիվ «Երկինքը Գոլիշմանովոյի վրայով»

Հավելված 1.

«Երկինքը Գոլիշմանովոյի վերևում»(անձնական լուսանկարների արխիվ)

Հավելված 2.

Լույսի ցրումը սպեկտրոգրաֆի միջոցով

Հավելված 3.

Լույսի ցրում տանը

«ծիածան»

Հավելված 4.

Ծիածան վերև

Վերև հանգստի ժամանակ Վերև պտտման ժամանակ

Հավելված 5.

Մարդկային կյանքի տատանումները

Diamond Lights ինքնաթիռում

Մեքենայի լուսարձակներ

Ռեֆլեկտիվ նշաններ

Երկնքի գույնը տարբեր նահանգներԵղանակը տատանվում է, տատանվում է սպիտակավունից մինչև ինտենսիվ կապույտ: Ռեյլի կողմից մշակվել է երկնքի գույնը բացատրող տեսություն։

Համաձայն այս տեսության՝ երկնքի գույնը բացատրվում է նրանով, որ օդի մոլեկուլներից և փոշու մանր մասնիկներից բազմիցս արտացոլված արևի ճառագայթները ցրված են մթնոլորտում։ Տարբեր երկարությունների լույսի ալիքները տարբեր կերպ են ցրվում մոլեկուլների կողմից. օդի մոլեկուլները ցրում են հիմնականում տեսանելի արեգակնային սպեկտրի կարճ ալիքի հատվածը, այսինքն. կապույտ, ինդիգո և մանուշակագույն ճառագայթներ, և քանի որ սպեկտրի մանուշակագույն մասի ինտենսիվությունը կապույտ և կապույտ մասերի համեմատ ցածր է, երկինքը հայտնվում է կապույտ կամ կապույտ:

Երկնքի զգալի պայծառությունը բացատրվում է նրանով, որ երկրագնդի մթնոլորտն ունի զգալի հաստություն, իսկ լույսը ցրվում է հսկայական քանակությամբ մոլեկուլներով։

Բարձր բարձրությունների վրա, օրինակ, երբ դիտում են տիեզերանավեր, դիտորդի գլխավերեւում մնում են մթնոլորտի հազվագյուտ շերտեր՝ լույսը ցրող ավելի քիչ մոլեկուլներով, և, հետևաբար, երկնքի պայծառությունը նվազում է։ Երկինքն ավելի մուգ է թվում, նրա գույնը փոխվում է բարձրության բարձրացման հետ: Երկինքը ավելի մուգ է թվում, նրա գույնը փոխվում է մուգ կապույտից մինչև մուգ մանուշակագույն բարձրության բարձրության հետ միասին: Ակնհայտ է, որ նույնիսկ ավելի բարձր բարձրությունների վրա և մթնոլորտից դուրս երկինքը դիտողին սև է թվում:

Եթե ​​օդը պարունակում է մեծ թվով համեմատաբար մեծ մասնիկներ, ապա այդ մասնիկները ցրում են նաև ավելի երկար լուսային ալիքներ։ Այս դեպքում երկինքը ստանում է սպիտակավուն գույն։ Ջրի մեծ կաթիլները կամ ջրի բյուրեղները, որոնք կազմում են ամպերը, մոտավորապես հավասարապես ցրում են բոլոր սպեկտրալ գույները, և ամպամած երկինքհետեւաբար ունի գունատ մոխրագույն գույն:

Դա հաստատում են դիտարկումները, որոնց ընթացքում նշվել են օդերեւութաբանական պայմանները եւ Նովոկուզնեցկ քաղաքի երկնքի համապատասխան գույնը։

Նոյեմբերի 28-29-ին երկնքի գույնի բնորոշ երանգները պայմանավորված են արդյունաբերական արտանետումների առկայությամբ, որոնք օդում կենտրոնանում են ջերմաստիճանի նվազման և քամու բացակայության հետ։

Երկնքի գույնի վրա ազդում են նաև երկրի մակերևույթի բնույթն ու գույնը, ինչպես նաև մթնոլորտի խտությունը։

Բարձրության հետ մթնոլորտային խտության նվազման էքսպոնենցիալ օրենքը:

Բարոմետրիկ բանաձեւը նկարագրում է մթնոլորտի խտության նվազումը բարձրության հետ ընդհանուր ուրվագիծ; այն հաշվի չի առնում քամին, կոնվեկցիոն հոսանքները կամ ջերմաստիճանի փոփոխությունները: Բացի այդ, բարձրությունը չպետք է չափազանց բարձր լինի, որպեսզի հնարավոր լինի անտեսել g արագացման կախվածությունը բարձրությունից:

Բարոմետրիկ բանաձեւը կապված է ավստրիացի ֆիզիկոս Լյուդվիգ Բոլցմանի անվան հետ։ Բայց բարձրության հետ օդի խտության նվազման էքսպոնենցիալ բնույթի առաջին ցուցումները փաստորեն պարունակվել են մթնոլորտում լույսի բեկման վերաբերյալ Նյուտոնի ուսումնասիրություններում և օգտագործվել բեկման թարմացված աղյուսակի կազմում:

Ներկայացված գծապատկերները ցույց են տալիս, թե ինչպես են աստղագիտական ​​բեկման ուսումնասիրման գործընթացում ճշգրտվել պատկերացումները բարձրության հետ մթնոլորտի բեկման ինդեքսում փոփոխությունների ընդհանուր բնույթի մասին:

• համապատասխանում է Կեպլերի տեսությանը
• Նյուտոնի բեկման բնօրինակ տեսությունը
• զտված Նյուտոնյան և ժամանակակից տեսությունլույսի բեկում մթնոլորտում

Լույսի բեկում մթնոլորտում

Մթնոլորտը օպտիկապես անհամասեռ միջավայր է, հետևաբար մթնոլորտում լույսի ճառագայթի հետագիծը միշտ որոշ չափով կորագիծ է։ Լույսի ճառագայթների ճկումը, երբ նրանք անցնում են մթնոլորտով, կոչվում է մթնոլորտում լույսի բեկում:

Տարբերում են աստղագիտական ​​և երկրային բեկում։ Առաջին դեպքում երկրային դիտորդին եկող լույսի ճառագայթների կորությունը երկնային մարմիններ. Երկրորդ դեպքում դիտարկվում է երկրային օբյեկտներից դիտողին եկող լույսի ճառագայթների կորությունը։ Երկու դեպքում էլ լույսի ճառագայթների ճկման պատճառով դիտորդը կարող է օբյեկտը տեսնել իրականությանը չհամապատասխանող ուղղությամբ. օբյեկտը կարող է աղավաղված թվալ: Հնարավոր է դիտարկել առարկան նույնիսկ այն դեպքում, երբ այն իրականում գտնվում է հորիզոնի հետևում: Այսպիսով, երկրագնդի մթնոլորտում լույսի բեկումը կարող է հանգեցնել յուրօրինակ օպտիկական պատրանքների։

Ենթադրենք, որ մթնոլորտը բաղկացած է հավասար հաստությամբ օպտիկական միատարր հորիզոնական շերտերից. բեկման ինդեքսը կտրուկ փոխվում է մի շերտից մյուսը, աստիճանաբար մեծանալով դեպի այն ուղղությամբ վերին շերտերըստորիններին: Այս զուտ սպեկուլյատիվ իրավիճակը ցուցադրվում է։

Իրականում մթնոլորտի խտությունը և հետևաբար նրա բեկման ինդեքսը բարձրության հետ փոխվում է ոչ թե թռիչքներով, այլ շարունակաբար։ Հետեւաբար, լույսի ճառագայթի հետագիծը ոչ թե կոտրված գիծ է, այլ կոր գիծ:

Ենթադրենք, որ նկարում պատկերված ճառագայթն անցնում է դիտողին ինչ-որ երկնային օբյեկտից։ Եթե ​​մթնոլորտում լույսի բեկում չլիներ, ապա այս օբյեկտը դիտորդին տեսանելի կլիներ ά անկյան տակ։ Բրակցման պատճառով դիտորդը տեսնում է առարկան ոչ թե ά, այլ φ անկյան տակ։ Քանի որ φ ά, օբյեկտը կարծես ավելի բարձր է հորիզոնից, քան իրականում կա: Այլ կերպ ասած, օբյեկտի դիտարկված զենիթային հեռավորությունը փոքր է իրական զենիթային հեռավորությունից: Ώ = ά – φ տարբերությունը կոչվում է բեկման անկյուն։

Ժամանակակից տվյալների համաձայն՝ բեկման առավելագույն անկյունը 35 դյույմ է։

Երբ դիտորդը դիտում է մայրամուտը և տեսնում, թե ինչպես է լուսատուի ստորին եզրը դիպչել հորիզոնին, իրականում այս պահինայս եզրն արդեն 35 դյույմ է հորիզոնի գծից: Հետաքրքիր է, որ արեգակնային սկավառակի վերին եզրը բեկման արդյունքում ավելի քիչ է բարձրանում՝ ընդամենը 29: Հետևաբար, մայր մտնող Արևը մի փոքր հարթեցված է թվում ուղղահայաց:

Զարմանալի մայրամուտներ

Լույսի բեկումը դիտարկելիս, բարձրության հետ օդի խտության համակարգված փոփոխության հետ մեկտեղ, անհրաժեշտ է հաշվի առնել մի շարք լրացուցիչ գործոններ, որոնցից շատերն իրենց բնույթով բավականին պատահական են։ Խոսքը կոնվեկցիոն հոսանքների և քամու օդի բեկման ինդեքսի վրա ազդեցության մասին է, օդի ջերմաստիճանը մթնոլորտի տարբեր կետերում երկրի մակերեսի տարբեր մասերում։

Մթնոլորտի վիճակի առանձնահատկությունները և, առաջին հերթին, երկրագնդի մակերևույթի տարբեր մասերում դրա ստորին շերտերում մթնոլորտի տաքացման առանձնահատկությունները հանգեցնում են դիտարկվող մայրամուտների եզակիությանը:

Կույր գոտի. Երբեմն Արևը կարծես թե մայր է մտնում ոչ թե հորիզոնի հետևում, այլ հորիզոնի վերևում գտնվող ինչ-որ անտեսանելի գծի հետևում: Այս երեւույթը դիտվում է հորիզոնում ամպերի բացակայության դեպքում։ Եթե ​​այս պահին բարձրանաք բլրի գագաթը, կարող եք դիտել ավելի տարօրինակ պատկեր. այժմ Արևը մայր է մտնում հորիզոնից այն կողմ, բայց միևնույն ժամանակ արևի սկավառակը կարծես կտրված է հորիզոնական «կույր շերտով»: որի դիրքը հորիզոնի նկատմամբ մնում է անփոփոխ։ Այս արտասովոր մայրամուտները, ըստ ականատեսների, կարելի է տեսնել աշխարհագրական տարբեր վայրերում, օրինակ՝ Պրիմորսկի երկրամասի Բոլշոյ Կամեն գյուղում և Կրասնոդարի երկրամասի Սոչիում։

Այս պատկերը նկատվում է, եթե Երկրի մոտ օդն ինքնին պարզվում է, որ սառը է, իսկ վերևում համեմատաբար տաք օդի շերտ է։ Այս դեպքում օդի բեկման ինդեքսը փոխվում է բարձրության հետ մոտավորապես այնպես, ինչպես ցույց է տրված գրաֆիկում. օդի ստորին սառը շերտից անցումը դեպի վերև ընկած տաք շերտին կարող է հանգեցնել բեկման ինդեքսի բավականին կտրուկ անկման: Պարզության համար մենք ենթադրում ենք, որ այս անկումը տեղի է ունենում կտրուկ և, հետևաբար, կա հստակորեն սահմանված միջերես սառը և տաք շերտերի միջև, որոնք գտնվում են Երկրի մակերևույթից h1 որոշակի բարձրության վրա: Նկարում nx-ը նշանակում է օդի բեկման ինդեքսը սառը շերտում, իսկ nt-ը՝ սառը շերտի սահմանին մոտ գտնվող տաք շերտում:

Օդի բեկման ինդեքսը շատ քիչ է տարբերվում միասնությունից, հետևաբար, ավելի մեծ պարզության համար, այս նկարում ուղղահայաց առանցքը ցույց է տալիս ոչ թե բուն բեկման ցուցիչի արժեքները, այլ դրա գերազանցումը միասնության նկատմամբ, այսինքն. տարբերություն n-1.

4b-ում ներկայացված բեկման ինդեքսի փոփոխության պատկերը օգտագործվել է Նկար 5-ի ճառագայթների ուղու կառուցման ժամանակ, որը պատկերում է երկրագնդի մակերեսի մի մասը և սառը օդի հարակից շերտը hο հաստությամբ:

Եթե ​​աստիճանաբար φ բարձրացնեք, սկսած զրոյից, կմեծանա նաեւ α2 անկյունը։ Ենթադրենք, որ φ = φ´ որոշակի արժեքի դեպքում α2 անկյունը հավասարվում է սահմանափակող անկյան αο-ին, որը համապատասխանում է ընդհանուր ներքին արտացոլմանը սառը և տաք շերտերի սահմանին. այս դեպքում sin α1 = 1. αο անկյունը համապատասխանում է BA ճառագայթին Նկար 5-ում; այն հորիզոնականի հետ կազմում է β = 90˚ - φ´ անկյուն: Դիտորդը չի ստանա ճառագայթներ, որոնք մտնում են սառը շերտ այն կետերում, որոնց անկյունային բարձրությունը հորիզոնից վեր փոքր է B կետի անկյունային բարձրությունից, այսինքն. β անկյունից պակաս. Սա բացատրում է կույր տեղը:

Կանաչ ճառագայթ. Կանաչ ճառագայթը կանաչ լույսի շատ տպավորիչ շող է, որը երբեմն դիտվում է մայրամուտին և արևածագին: Ֆլեշ տեւողությունը ընդամենը 1-2 վայրկյան է։ Երևույթը հետևյալն է. եթե Արևը մայր է մտնում պարզ երկնքում, ապա օդի բավարար թափանցիկությամբ երբեմն կարող եք դիտել, թե ինչպես է Արեգակի վերջին տեսանելի կետը արագ փոխում իր գույնը գունատ դեղինից կամ նարնջագույն-կարմիրից մինչև վառ կանաչ: Արևածագին նույն երևույթը կարելի է դիտարկել, բայց հակառակ հերթականությամբփոփոխվող գույներ.

Կանաչ ճառագայթի տեսքը կարելի է բացատրել լույսի հաճախականության հետ բեկման ինդեքսի փոփոխությունը հաշվի առնելով։

Որպես կանոն, բեկման ինդեքսը մեծանում է հաճախականության աճով: Ավելի բարձր բեկման հաճախականությամբ ճառագայթներն ավելի ուժեղ են։ Սա նշանակում է, որ կապույտ-կանաչ ճառագայթները կարմիր ճառագայթների համեմատ ավելի ուժեղ բեկման են ենթարկվում:

Ենթադրենք, որ մթնոլորտում կա լույսի բեկում, բայց լույսի ցրում չկա։ Այս դեպքում հորիզոնի գծի մոտ արևային սկավառակի վերին և ստորին եզրերը պետք է գունավորվեն ծիածանի գույներով: Թող արևի լույսի սպեկտրում լինի միայն երկու գույն՝ կանաչ և կարմիր; «Սպիտակ» արևային սկավառակը կարելի է դիտել այս դեպքումմիմյանց վրա դրված կանաչ և կարմիր սկավառակների տեսքով։ Լույսի բեկումը մթնոլորտում կանաչ սկավառակը հորիզոնից ավելի բարձր է բարձրացնում, քան կարմիրը: Հետևաբար, դիտորդը պետք է տեսնի մայր մտնող Արևը, ինչպես ցույց է տրված Նկ. 6 ա) . Վերին եզրարեգակնային սկավառակը կլինի կանաչ, իսկ ստորինը՝ կարմիր; սկավառակի կենտրոնական մասում կնկատվեր գույների խառնուրդ, այսինքն. կնկատվի սպիտակ գույն:

Իրականում չի կարելի անտեսել լույսի ցրումը մթնոլորտում։ Դա հանգեցնում է նրան, որ ավելի բարձր հաճախականությամբ ճառագայթները ավելի արդյունավետ կերպով վերացվում են Արեգակից եկող լույսի ճառագայթից։ Այսպիսով, սկավառակի վերևի կանաչ եզրագիծը տեսանելի չի լինի, և ամբողջ սկավառակը կարմրավուն տեսք կունենա, քան սպիտակ: Եթե, այնուամենայնիվ, գրեթե ամբողջ արեգակնային սկավառակը դուրս է եկել հորիզոնից, մնացել է դրա վերին եզրը, իսկ եղանակը պարզ է և հանգիստ, օդը մաքուր է, ապա այս դեպքում դիտորդը կարող է տեսնել Արեգակի վառ կանաչ եզրը: վառ կանաչ ճառագայթների ցրման հետ մեկտեղ