Коли вітер накидає на гарне блакитне небобілу пухнасту прозору накидку, люди починають все частіше поглядати нагору. Якщо воно при цьому ще й надягає на себе велику сіру шубу зі срібними нитками дощу, то оточуючі ховаються від парасольок. Якщо вбрання темно-фіолетового кольору, всі сидять вдома і бажають побачити сонячне блакитне небо.
І тільки коли з'являється таке довгоочікуване сонячне блакитне небо, яке одягає на себе сліпуче блакитна сукня, прикрашене золотистим сонячним промінням, люди радіють - і посміхаючись, залишають будинки в очікуванні хорошої погоди.
Питання, чому небо блакитне, хвилювало людські уми ще з незапам'ятних часів. Грецькі легенди знайшли свою відповідь. Вони стверджували, що цей відтінок йому надає найчистіший гірський кришталь.
За часів Леонардо да Вінчі та Ґете також шукали відповідь на запитання, чому небо блакитне. Вони вважали, що блакитний колір неба виходить при змішуванні світла з темнотою. Але пізніше ця теорія була спростована як неспроможна, оскільки виявилося, що комбінуючи ці кольори можна отримати лише тони сірого спектру, але ніяк не кольорового.
Через деякий час відповідь на питання, чому небо блакитне, спробували пояснити у 18 столітті Маріотт, Бугер та Ейлер. Вони вважали, що це природний колір частинок, у тому числі складається повітря. Ця ця теорія була популярна навіть на початку наступного століття, особливо коли було встановлено, що рідкий кисень – блакитного, а рідкий озон – синього тонів.
Першим більш-менш тямущу ідею подав Соссюр, який припустив, щоб якби повітря було повністю чистим, без домішок, небо виявилося б чорним. Але оскільки атмосфера містить у собі різні елементи (наприклад, пару чи водяні краплі), всі вони, відбиваючи колір, надають небу потрібний відтінок.
Після цього вчені почали все ближче і ближче підбиратися до істини. Араго відкрив поляризацію, одну з характеристик розсіяного світла, що відбивається від неба. У цьому відкритті вченому допомогла фізика. Пізніше шукати відповідь взялися й інші дослідники. При цьому питання, чому небо блакитне настільки цікавило вчених, що для його з'ясування було проведено велика кількістьрізних експериментів, які призвели до думки, що Головна причинапояви блакитного кольоруу тому, що промені нашого Сонця просто розсіюються в атмосфері.
Пояснення
Першим, хто створив математично обґрунтовану відповідь молекулярного розсіювання світла, виявився британський дослідник Релей. Він висунув припущення, що світло розсіюється не через домішки, які має атмосфера, а через самі молекули повітря. Його теорія отримала розвиток – і ось яких висновків дійшли вчені.
Сонячні променіпробиваються Землю через її атмосферу (товстий шар повітря), так звану повітряну оболонку планети. Темне небо повністю наповнене повітрям, яке незважаючи на те, що повністю прозоре, порожнечею не є, а складається з молекул газу – азоту (78%) та кисню (21%), а також водяних крапель, пари, крижаних кристалів та невеликих шматочків твердого матеріалу (наприклад, частинок пилу, сажі, попелу, океанської солі тощо).
Деяким променям вдається вільно пройти між газовими молекулами, повністю минаючи їх, а тому без змін досягти поверхні нашої планети, але більшість променів стикаються з газовими молекулами, які приходять у збуджений стан, отримують енергію і випускають у різні боки різнокольорові промені, повністю забарвлюючи небо, внаслідок чого ми бачимо сонячне блакитне небо.
Біле світло саме по собі складається з усіх кольорів веселки, яку нерідко можна побачити, коли воно розкладається на складові. Так вийшло, що молекули повітря найбільше розсіюють синій та фіолетовий кольори, оскільки вони є найкоротшою частиною спектру, оскільки мають найменшу довжину хвилі.
При змішуванні в атмосфері синього та фіолетового кольорів з невеликою кількістю червоного, жовтого та зеленого небо починає «світитися» блакитним кольором.
Оскільки атмосфера нашої планети не однорідна, а досить різна (біля поверхні Землі щільніша, ніж нагорі), вона має різну структуру та властивості, ми можемо спостерігати переливи блакитного кольору. Перед заходом сонця або сходом, коли довжина сонячних променів значно збільшується, сині і фіолетові кольори розсіюються в атмосфері і до поверхні нашої планети абсолютно не доходять. Успішно дістаються жовто-червоні хвилі, які ми й спостерігаємо на небосхилі в цей період часу.
У нічний час, коли сонячні промені, потрапляючи на певний бік планети, не мають жодної можливості, атмосфера там стає прозорою, і ми бачимо «чорний» космос. Саме таким його бачать астронавти, які перебувають над атмосферою. Варто зауважити, що космонавтам пощастило, адже коли вони перебувають понад 15 км над поверхнею землі, вдень вони можуть одночасно спостерігати за Сонцем та зірками.
Забарвлення неба на інших планетах
Оскільки колір піднебіння багато в чому залежить від атмосфери, немає нічого дивного в тому, що на різних планетах воно різного кольору. Цікаво, що такого ж кольору, як на нашій планеті, атмосфера Сатурна.
Дуже красивого аквамаринового кольору неба Урана. Атмосфера на ньому складається в основному з гелію та водню.У ній також присутній метан, який повністю поглинає червоний та розсіює зелений та блакитний кольори. Синього кольору небеса Нептуна: в атмосфері цієї планети немає стільки гелію і водню, як наша, але багато метану, який нейтралізує червоне світло.
Атмосфера на Місяці, супутнику Землі, а також на Меркурії та Плутоні повністю відсутня, отже, світлові промені не відбиваються, тому небесне склепіння тут чорне, а зірки легко помітні. Сині та зелені кольорисонячні промені повністю поглинаються атмосферою Венери, і коли Сонце біля горизонту, небеса тут жовті.
Текст роботи розміщено без зображень та формул.
Повна версіяроботи доступна у вкладці "Файли роботи" у форматі PDF
Граючи на вулиці, я одного разу звернув увагу на небо, воно було незвичайне: бездонне, нескінченне та блакитне, блакитне! І лише хмари трохи прикривали цей блакитний колір. Я задумався, а чому небо пофарбоване у блакитний колір? Відразу згадалася пісенька лисиці Аліси з казки про Буратіно «Яке небо блакитне…!» і урок географії, де ми, вивчаючи тему «Погода», описували стан неба, і теж говорили, що воно блакитного кольору. То все-таки, чому небо блакитне? Прийшовши додому, я поставив це питання мамі. Вона мені розповіла, що, коли люди плачуть, вони просять у неба допомоги. Небо забирає їх сльозинки, тому воно як озеро стає блакитним. Але розповідь мами не задовольнила моє запитання. Я вирішив з'ясувати у своїх однокласників та вчителів, чи знають вони, чому небо блакитне? В анкетуванні взяли участь 24 учні та 17 педагогів. Опрацювавши анкети, отримали такі результати:
У школі на уроці географії це питання я поставив вчителю. Вона мені відповіла, що колір неба можна легко пояснити з погляду фізики. Це називається дисперсією. З вікіпедії я дізнався, що дисперсія – це процес розкладання світла на спектр. Вчитель з географії Лариса Борисівна запропонувала мені поспостерігати за цим явищем досвідченим шляхом. І ми вирушили до кабінету фізики. Василь Олександрович, викладач фізики, нам охоче погодився в цьому допомогти. За допомогою спеціального обладнання мені вдалося простежити, як відбувається процес дисперсії в природі.
Для того, щоб знайти відповідь на питання, чому небо блакитне ми вирішили провести дослідження. Так виникла ідея написання проекту. З моїм керівником ми визначили тему, мету та завдання дослідження, висунули гіпотезу, визначили методи дослідження та механізми реалізації нашої ідеї.
Гіпотеза: Світло на Землю посилає Сонце і найчастіше, коли ми дивимося на нього, воно нам здається сліпучо білим. Значить і небо має бути білого кольору? Але насправді небо синє. У результаті дослідження знайдемо пояснення цим протиріччям.
Ціль: знайти відповідь на питання, чому небо блакитне та з'ясувати, від чого залежить його колір.
Завдання: 1. Ознайомитися з теоретичним матеріалом на тему
2. Експериментально вивчити явище дисперсії світла
3. Поспостерігати за кольором неба в різний часдіб та за різної погоди
Об'єкт дослідження: небо
Предмет:світло та колір неба
Методи дослідження:аналіз, експеримент, спостереження
Етапи роботи:
1. Теоретичний
2. Практичний
3. Заключний: висновки на тему дослідження
Практичне значення роботи: матеріали дослідження можна використовувати на уроках географії та фізики як навчальний модуль.
2. Основна частина.
2.1. Теоретичні аспекти проблеми. Явище синього неба з погляду фізики
Чому небо блакитне – дуже важко знайти відповідь на таке просте запитання. Спочатку дамо визначення поняття. Небо – простір над Землею чи поверхнею будь-якого іншого астрономічного об'єкта. У цілому нині, небом зазвичай називають панораму, що відкривається при погляді із Землі (чи іншого астрономічного об'єкта) у бік космосу.
Багато вчених ламали собі голови у пошуках відповіді. Леонардо да Вінчі, спостерігаючи за вогнем у каміні, писав: «Світло поверх темряви стає синім». Але сьогодні відомо, що злиття білого та чорного кольору дає сірий колір.
Мал. 1. Гіпотеза Леонардо да Вінчі
Ісаак Ньютон майже пояснив колір неба, правда, для цього йому довелося припустити, що краплі води, що містяться в атмосфері, мають тонкі стінки на кшталт мильних бульбашок. Але виявилося, що ці краплі є сферами, отже, немає товщини стінки. Так мильна бульбашка Ньютона і луснула!
Мал. 2. Гіпотеза Ньютона
Найкраще вирішення проблеми близько 100 років тому запропонував англійський фізик лорд Джон Релей. Але розпочнемо спочатку. Сонце випромінює сліпуче біле світло, отже і колір неба має бути таким самим, але воно все-таки блакитне. Що відбувається з білим світлом у атмосфері? Він, проходячи через атмосферу, як через призму, розпадається на сім кольорів. Вам, напевно, відомі ці рядки: кожен мисливець бажає знати, де сидить фазан. У цих пропозиціях приховано глибоке значення. Вони представляють нам основні кольори у спектрі видимого світла.
Мал. 3. Спектр білого світла.
Найкраща природна демонстрація цього спектру, звичайно ж, веселка.
Мал. 4 Спектр видимого світла
Видимий світло - це електромагнітне випромінювання, хвилі якого мають різну довжину. Є і не видиме світло, його наше око не сприймає. Це ультрафіолетовий та інфрачервоний. Ми його не бачимо, тому що його довжина або надто велика, або надто мала. Бачити світло, значить сприймати його колір, а ось який колір ми побачитимемо, залежить від довжини хвилі. Найдовші видимі хвилі – червоні, а найкоротші – фіолетові.
Від довжини хвилі залежить ще й здатність світла до розсіювання, тобто до поширення в середовищі. Червоні світлові хвилі розсіюються гірше за всіх, а от синій і фіолетовий кольори мають високу здатність до розсіювання.
Мал. 5. Здатність світла до розсіювання
І, нарешті, ми наблизилися впритул до відповіді на наше запитання, а чому ж небо блакитне? Як уже говорилося вище, білий колір - це суміш усіх можливих кольорів. при зіткненні з молекулою газу, кожен із семи колірних компонентів білого світла розсіюється. При цьому світло з довшими хвилями розсіюється гірше, ніж світло з короткими хвилями. Через це у повітрі залишається у 8 разів більше синього спектру, ніж червоного. Хоча найкоротша хвиля у фіолетового кольору, небо все одно здається блакитним через змішування фіолетових та зелених хвиль. Крім того, наші очі краще сприймають блакитний колір, ніж фіолетовий, за однакової яскравості обох. Саме ці факти й визначають колірну гамунеба: атмосфера буквально наповнена променями синьо-блакитного кольору.
Однак небо блакитне не завжди. Протягом дня ми бачимо небо синім, блакитним, сірим, увечері – червоним (Додаток 1).Чому захід сонця червоний? Під час заходу сонця Сонце наближається до горизонту, і сонячний промінь спрямований до Землі не вертикально, як удень, а під кутом. Тому шлях, який він проходить через атмосферу, набагато більший за те, що він проходить вдень, коли Сонце стоїть високо. Через це синьо-блакитний спектр поглинається в атмосфері, не доходячи до Землі, а довші світлові хвилі червоного спектру сягають поверхні Землі, забарвлюючи небо в червоні та жовті тони. Зміна кольору небо вочевидь пов'язані з обертанням Землі навколо своєї осі, отже кутом падіння світла Землю.
2.2. практичні аспекти. Експериментальний шлях вирішення проблеми
У кабінеті фізики я познайомився з приладом спектрографа. Василь Олександрович, вчитель фізики, розповів мені принцип роботи даного приладу, після чого я самостійно провів досвід, який називається дисперсія. Промінь білого світла, проходячи через призму, заломлюється і на екрані ми бачимо веселку (Додаток 2).Цей досвід допоміг мені зрозуміти, як на небі з'являється цей дивовижний витвір природи. За допомогою спектрографа вчені сьогодні можуть отримувати інформацію про склад та властивості різних речовин.
Фото 1. Демонстрація досвіду дисперсії у
кабінеті фізики
Отримати веселку мені захотілося й у домашніх умовах. Мій учитель географії, Лариса Борисівна розповіла, як це можна зробити. Аналогом спектрографа стали скляна ємність із водою, дзеркало, ліхтарик та білий аркуш паперу. У ємність із водою поміщаємо дзеркало, ззаду ємності ставимо білий аркуш паперу. Направляємо на дзеркало світло ліхтарика так, щоб відбите світло падало на папір. На аркуші паперу знову з'явилася веселка! (Додаток 3).Досвід краще проводити у затемненій кімнаті.
Ми вже говорили вище, що біле світло по суті вже містить у собі всі кольори веселки. Переконатися в цьому і, зібрати всі кольори назад у білий, можна зробивши райдужний дзига (Додаток 4).Якщо його сильно розкрутити, кольори зливатимуться і диск набуде білого кольору.
Незважаючи на наукове поясненняУтворення веселки, це явище залишається одним із загадкових оптичних видовищ в атмосфері. Дивіться та насолоджуйтесь!
3. Висновок
У пошуках відповіді на дитяче запитання, що так часто задається батькам «Чому небо блакитне?» я дуже багато дізнався для себе цікавого та повчального. Суперечності в нашій гіпотезі сьогодні мають наукове пояснення:
Весь секрет у кольорі неба у нашій атмосфері – у повітряній оболонці планети Земля.
Білий промінь сонця, проходячи через атмосферу, розпадається на промені семи кольорів.
Червоні та помаранчеві промені – найдовші, а блакитні – найкоротші.
Блакитні промені менше за інші досягають Землі, і небо виявляється завдяки цим променям пронизане блакитним кольором.
Небо не завжди пофарбоване в блакитний колір, і це пов'язане з осьовим рухом Землі.
Досвідченим шляхом нам вдалося наочно уявити та зрозуміти, як відбувається дисперсія у природі. на класній годиніу школі я розповів своїм однокласникам, чому небо має блакитний колір. Також було цікаво дізнатися, де можна спостерігати явище дисперсії у нашій повсякденному житті. Я знайшов кілька практичних областей застосування цього унікального явища (Додаток 5).Надалі мені хотілося б і надалі вивчати небо. Скільки ще воно таїть у собі загадок? Які явища ще відбуваються в атмосфері і яка їхня природа? Як вони впливають на людину та все живе на Землі? Можливо, це будуть теми моїх майбутніх досліджень.
Список літератури
1. Вікіпедія – вільна енциклопедія
2. Л.А. Малікова. Електронний посібник з фізики «Геометрична оптика»
3. Перишкін А.В. фізика. 9 клас. Підручник М: Дрофа, 2014, с.202-209
4. htt; / www. voprosy-kak-ipochemu.ru
5. Особистий фото-архів «Небо над Голишмановим»
Додаток 1.
«Небо над Голишмановим»(особистий фото архів)
Додаток 2.
Дисперсія світла за допомогою спектрографа
Додаток 3.
Дисперсія світла в домашніх умовах
«райдуга»
Додаток 4.
Райдужний дзига
Дзига в стані спокою Дзига в процесі обертання
Додаток 5.
Дисперсія у житті людини
Діамант Вогні на борту літака
Фари автомобіля
Світловідбивні знаки
Чому небо синє? Важко знайти відповідь на таке просте запитання. Багато вчених ламали собі голову у пошуках відповіді. Найкраще вирішення проблеми запропонував близько 100 років тому англійський фізик лорд Джон Релей.
Сонце випромінює сліпуче чисте біле світло. Значить і колір неба має бути таким самим, але воно все-таки блакитне. Що ж відбувається з білим світлом у земній атмосфері?
Біле світло - це суміш кольорових променів. За допомогою призми ми можемо зробити веселку.
Призма розкладає білий промінь на кольорові смуги:
■Червону
■Помаранчеву
■ Жовту
■ Зелену
■ Блакитну
■ Синю
■ Фіолетову
З'єднуючись разом, ці промені знову утворюють біле світло. Можна припустити, що сонячне світло спочатку розщеплюється на кольорові елементи. Потім щось відбувається, і на поверхні Землі досягають лише блакитні промені.
То чому ж небо блакитне?
Є кілька можливих пояснень. Повітря, що оточує Землю, - це суміш газів: азоту, кисню, аргону та інших. В атмосфері присутні ще водяна пара та кристалики льоду. У повітрі зважено пил та інші дрібні частинки. У верхніх шарахУ атмосфері знаходиться шар озону. Можливо, причина в цьому? Деякі вчені вважали, що молекули озону та води поглинають промені червоного кольору та пропускають блакитні. Але виявилося, що в атмосфері просто не вистачить озону та води, щоб пофарбувати небо у блакитний колір.
У 1869 році англієць Джон Тіндаллприпустив, що пил та інші частинки розсіюють світло. Синє світло розсіюється найменшою мірою і проходить шари таких частинок, досягаючи поверхні Землі. У своїй лабораторії він створив модель смогу та висвітлив її яскравим білим променем. Зміг забарвився у глибокий синій колір. Тіндал вирішив, що якби повітря було абсолютно чисте, то ніщо б не розсіювало світло, і ми могли б милуватися яскравим білим небом. Лорд Релейтеж підтримував цю ідею, але недовго. У 1899 році він опублікував своє пояснення:
Саме повітря, а не пил чи дим, забарвлює небо у блакитний колір.
Основна теорія про блакитний колір неба
Частина сонячних променів проходить між молекулами газу, не стикаючись з ними, і без змін досягає Землі. Інша, більшість, поглинається газовими молекулами. При поглинанні фотонів молекули збуджуються, тобто заряджаються енергією, а потім випускають її у вигляді знову фотонів. Ці вторинні фотони мають різну довжину хвилі і можуть бути будь-якого кольору – від червоного до фіолетового. Розлітаються вони у всіх напрямках: і до Землі, і до Сонця, і в сторони. Лорд Релей припустив, що колір променя залежить від переважання в промені квантів того чи іншого кольору. При зіткненні молекули газу з фотонами сонячних променів однією вторинний квант червоного кольору припадає вісім квантів синього.
Який результат? Інтенсивне блакитне світло буквально ллється на нас з усіх боків із мільярдів молекул газів атмосфери. До цього світла примішані фотони інших кольорів, тому він не має суто синього тону.
Чому тоді захід сонця червоний?
Однак небо блакитне не завжди. Закономірно постає питання: якщо ми бачимо протягом усього дня синє небо, чому захід сонця червоний? Червоний колір найменше розсіюється молекулами газу. Під час заходу сонця Сонце наближається до горизонту і сонячний промінь направлений до поверхні Землі не вертикально, як вдень, а під кутом.
Тому шлях, який він проходить через атмосферу, набагато більший за те, що він проходить вдень, коли Сонце стоїть високо. Через це синьо-блакитний спектр поглинається у товстому шарі атмосфери, не доходячи до Землі. А більш довгі світлові хвилі червоно-жовтого спектру доходять до поверхні Землі, забарвлюючи небо та хмари у характерні для заходу сонця червоний і жовтий кольори.
Наукове пояснення
Вище ми дали відповідь порівняно простою мовою. Нижче ми процитуємо обґрунтування з використанням наукових термінів та формул.
Уривок з Wiki:
Небо виглядає блакитним з тієї причини, що повітря розсіює світло з короткою довжиною хвилі сильніше за довгохвильове випромінювання світла. Інтенсивність розсіювання Релею, обумовленого флуктуаціями кількості молекул газів повітря в об'ємах, порівнянних з довжинами хвиль світла, пропорційно 1/λ 4 , λ — довжина хвилі, тобто фіолетова ділянка видимого спектру розсіюється приблизно 16 разів інтенсивніше червоного. Так як випромінювання синього кольору має більш коротку довжину хвилі, в кінці видимого спектру він більше розсіюється в атмосфері, ніж червоний. Завдяки цьому ділянка неба поза напрямом на Сонці має блакитний колір (але не фіолетовий, тому що сонячний спектр нерівномірний і інтенсивність фіолетового кольору в ньому менша, а також внаслідок меншої чутливості ока до фіолетового кольору та більшої до синього, який подразнює не тільки чутливі до синього кольоруколбочки в сітківці, але й чутливі до червоних та зелених променів).
Під час заходу сонця і світанку світло проходить по дотичній до земної поверхні, так що шлях, що проходить світлом в атмосфері, стає набагато більше, ніж днем. Через це більшість синього і навіть зеленого світла розсіюється з прямого сонячного світлатому пряме світло сонця, а також освітлені ним хмари і небо поблизу горизонту забарвлюються в червоні тони.
Ймовірно, при іншому складі атмосфери, наприклад, на інших планетах колір неба, у тому числі і при заході сонця світила, може бути іншим. Наприклад, колір неба на Марсі червонувато-рожевий.
Розсіяння та поглинання – головні причини послаблення інтенсивності світла в атмосфері. Розсіювання змінюється як функція від відношення діаметра розсіюючої частки до довжини хвилі світла. Коли це відношення менше 1/10 виникає релеєвське розсіювання, при якому коефіцієнт розсіювання пропорційний 1/λ 4 . При більших значеннях відношення розміру частинок, що розсіюють, до довжини хвилі закон розсіювання змінюється відповідно до рівняння Гюстава Мі; коли ж це відношення більше 10, з достатньою для практики точністю застосовують закони геометричної оптики.
Муніципальне бюджетне загальноосвітня установа
«Кисловська ЗОШ» Томського району
Дослідницька робота
Тема: «Чому захід сонця червоний…»
(Дисперсія світла)
Роботу виконала: ,
учениця 5А класу
Керівник;
вчитель хімії
1. Вступ ………………………………………………… 3
2. Основна частина…………………………………………… 4
3. Що таке світло…………………………………………….. 4
Предмет вивчення- Захід сонця і небо.
Гіпотези дослідження:
У сонця є промені, які фарбують небо у різні кольори;
Червоний колір можна отримати у лабораторних умовах.
Актуальність моєї теми полягає в тому, що вона буде цікава і корисна для слухачів тому, що дуже багато людей, дивляться на ясне блакитне небо, милуються ним, і мало хто знає, чому ж воно таке блакитне, вдень, а на заході сонця червоне і що надає йому такий колір.
2. Основна частина
На перший погляд, це питання здається простим, але насправді воно торкається глибоких аспектів заломлення світла в атмосфері. Перш ніж зрозуміти відповідь на це питання, необхідно мати уявлення про те, що таке світло.
Що таке світло?
Сонячне світло – це енергія. Тепло сонячних променів, сфокусованих лінзою, перетворюється на вогонь. Світло і тепло відбиваються білими поверхнями та поглинаються чорними. Ось чому білий одяг холодніший за чорний.
Яка ж природа світла? Першим, хто спробував серйозно зайнятися вивченням світла, був Ісаак Ньютон. Він вважав, що світло складається з частинок корпускул, які на кшталт куль вистрілюються. Але деякі характеристики світла не могли бути зрозумілі цією теорією.
Інший вчений Гюйгенс запропонував інше пояснення природи світла. Він розробив «хвильову» теорію світла. Він вважав, що світло утворює імпульси, або хвилі, на кшталт того, як камінь, кинутий у ставок, створює хвилі.
Яких поглядів сьогодні дотримуються вчені про походження світла? В даний час вважається, що світлові хвилі мають характерні особливостіі частинок і хвиль одночасно. Проводяться досліди, що підтверджують обидві теорії.
Світло складається з фотонів - невагомих частинок, що не мають маси, подорожують зі швидкістю близько 300 000 км/с і мають хвильові властивості. Частота хвильових коливань світла визначає його колір. Крім того, чим вища частота коливань, тим коротша довжина хвилі. Кожен колір має свою частоту коливань і довжину хвилі. Біле сонячне світло складається з багатьох кольорів, які можна побачити, переломивши його через скляну призму.
1. Призма розкладає світло.
2. Біле світло – складне.
Якщо уважно придивитися до проходження світла через трикутну призму, можна побачити, що розкладання білого світла починається відразу ж, як тільки світло переходить з повітря в скло. Замість скла можна взяти інші прозорі для світла матеріали.
Чудово, що цей досвід пережив століття і його методика без істотних змін використовується в лабораторіях досі.
dispersio (Лат.) - Розсіювання, розвіювання - дисперсія
Досліди І. Ньютона з дисперсії.
Явище дисперсії світла першим почав вивчати І. Ньютон і вважається одним із найважливіших його наукових заслуг. Недарма на його надгробному пам'ятнику, поставленому в 1731 році і прикрашеному фігурами юнаків, які тримають в руках емблеми його найголовніших відкриттів, одна фігура тримає призму, а в написі на пам'ятнику є слова: «Він досліджував відмінність світлових променів і при цьому з'являються при цьому різні властивості, чого раніше ніхто не підозрював». Останнє твердження не зовсім точне. Дисперсія була відома і раніше, але докладно вона не вивчалася. Займаючись удосконаленням телескопів, Ньютон звернув увагу, що зображення, дане об'єктивом, з обох боків пофарбовано. Досліджуючи пофарбовані під час заломлення краю, Ньютон зробив свої відкриття в області оптики.
Спектр видимого випромінювання
При розкладанні променя білого кольору призмі утворюється спектр, у якому випромінювання різних довжин хвиль заломлюються під різним кутом. Кольори, що входять у спектр, тобто такі кольори, які можуть бути одержані світловими хвилями однієї довжини (або дуже вузьким діапазоном), називаються спектральними кольорами. Основні спектральні кольори (що мають власну назву), а також характеристики випромінювання цих кольорів представлені в таблиці:
З кожним "кольором" у спектрі треба зіставляти світлову хвилю певної довжини
Найпростіше уявлення про спектр можна отримати, дивлячись на веселку. Біле світло, заломлюючись у крапельках води, утворює веселку, тому що воно складається з безлічі променів усіх кольорів, а ті переломлюються по-різному: червоні – найслабше, сині та фіолетові – найсильніше. Астрономи досліджують спектри Сонця, зірок, планет, комет, оскільки спектрам можна багато дізнатися.
Азот . Світло червоного і блакитного кольору по-різному взаємодіють з киснем. Так як довжина хвилі блакитного кольору приблизно відповідає розміру атома кисню і через це блакитний світло розсіюється киснем у різні боки, тоді як червоне світло спокійно проходить крізь атмосферний шар, насправді ще більше розсіюється в атмосфері фіолетове світло, проте людське око менш сприйнятливе до нього, ніж до блакитного світла. людину з усіх боків уловлює розсіяне киснем блакитне світло, від чого небо нам здається блакитним.
Без атмосфери на Землі Сонце нам представлялося б яскравою білою зіркою, а небо було б чорним.
0 " style="border-collapse:collapse;border:none">
Незвичайні явища
https://pandia.ru/text/80/039/images/image008_21.jpg" alt="Полярне сяйво" align="left" width="140" height="217 src=">!} Полярні сяйва З найдавніших часів люди захоплювалися величною картиною полярних сяйв і запитували їх походження. Одна з найбільш ранніх згадок про полярні сяйва зустрічається у Арістотеля. У його "Метеорологіці", написаній 2300 років тому, можна прочитати: "Іноді в ясні ночі спостерігається на небі безліч явищ - зяяння, провали, криваво-червоне забарвлення...
Здається, ніби палає полум'я”.
Що зибе ясний уночі промінь?
Що тонке полум'я в твердиню вражає?
Як блискавка без грізних хмар
Прагне від землі в зеніт?
Як можливо, щоб мерзла куля
Серед зими народжувала пожежа?
Що таке полярне сяйво? Як воно утворюється?
Відповідь. Полярне сяйво - це люмінесцентне світіння, що виникає в результаті взаємодії заряджених частинок (електронів і протонів), що летять від Сонця, з атомами і молекулами земної атмосфери. Поява ж цих заряджених частинок у певних районах атмосфери та на певних висотах є результатом взаємодії сонячного вітру з магнітним полемЗемлі.
Аерозоль" аерозольними розсіюваннями пилу і вологи, ось вони-то і є основною причиною розкладання сонячного кольору (дисперсії). У положенні зеніту падіння сонячного променя на аерозольні складові повітря відбувається майже під прямим кутом, шар їх між очима спостерігача та сонцем незначний, чим нижче сонце опускається до лінії горизонту, тим більше збільшується товщина шару атмосферного повітряі кількість аерозольної суспензії в ньому. Сонячні промені щодо спостерігача змінюють кут падіння на частинки суспензії, тоді і спостерігається дисперсія сонячного світла. Отже, як говорилося вище, сонячне світло складається із семи основних кольорів. Кожен колір як електромагнітна хвиля має свою довжину і здатність до розсіювання в атмосфері. Основні кольори спектра розташовуються в шкалі по порядку, від червоного до фіолетового. Найменшою здатністю до розсіювання (отже поглинання) в атмосфері має червоний колір. При явищі дисперсії всі кольори, які в шкалі йдуть за червоним, розсіюються складовими аерозольної суспензії і поглинаються ними. Спостерігачеві видно лише червоний колір. Значить, чим товстіший шар атмосферного повітря, чим вище щільність суспензії, тим більше променів спектра будуть розсіяні та поглинені. Відоме природне явище: після потужного виверження вулкана Кракатау в 1883 році, в різних місцях планети, протягом декількох років, спостерігалися надзвичайно яскраві червоні заходи сонця. Це потужним викидом вулканічного пилу в атмосферу при виверженні.
Думаю, що на цьому моє дослідження не закінчиться. Я ще маю запитання. Хочу знати:
Що відбувається при проходженні променів світла через різні рідинирозчини;
Як відбувається відображення та поглинання світла.
Виконавши цю роботу, я переконалася, як багато дивовижного та корисного для практичної діяльності може полягати у явищі заломлення світла. Саме воно дозволило мені зрозуміти, чому захід сонця червоний.
Література
1. , Фізика. Хімія. 5-6 кл. Підручник М: Дрофа, 2009, стор.106
2. Булат явища у природі. М.: Просвітництво, 1974 р., 143 з.
3. «Хто творить веселку?» - Квант 1988 р., № 6, стор.46.
4. Ньютон І. Лекції з оптики. Тарасов у природі. - М.: Просвітництво, 1988г
Інтернет ресурси:
1. http://potomy. jw.org uk/ Чому колір у неба блакитний?
2. http://www. voprosy-kak-i-pochemu. jw.org uk Чому небо блакитне?
3. http://expirience. ru/category/obrazovanie/
Гіпотеза: План роботи: Вивчити, що являє собою світло; Дослідити зміну кольору прозорого середовища від кута падіння світлових променів; Дати наукове пояснення явищу, що спостерігається Зміни кольору неба пов'язано з кутом попадання світлових променів в атмосферу Землі.
Теоретична частина Усі бачили, як переливаються всіма кольорами веселки, грані кришталю, дрібні краплі роси. Що ж відбувається? Адже на прозорі безбарвні тіла падають промені білого сонячного світла. Ці явища відомі людям давно. Довгий часвважалося, що біле світло найпростіше, а створювані кольори – це особливі властивості деяких тіл.
1865 рік. Джеймс Максвелл. Створив теорію електромагнітних хвиль. Світло- це ЕМВ рік. Генріх Герц відкрив спосіб створення та поширення ЕМВ.
Світло – це електромагнітні хвилі, Що представляють сукупність хвиль, що мають різну довжину Нашим зором ми сприймаємо невеликий інтервал довжин ЕМВ як світло. Усі разом ці хвилі дають нам біле світло. А якщо виділити якусь частину хвиль з цього інтервалу, то ми сприймаємо їх як світло, яке має якесь забарвлення. Усього виділяють сім основних кольорів.
Хід експерименту: Наповнюємо контейнер (акваріум) водою; Додаємо у воду трохи молока (це частинки пилу) Спрямовуємо світло від ліхтарика зверху на воду; Це колір неба опівдні. Змінюємо кут падіння світла на воду від 0 до 90. Спостерігаємо за зміною кольору.
Висновок: Зміна кольору піднебіння залежить від кута, під яким світлові промені потрапляють в атмосферу Землі. Колір піднебіння змінюється протягом доби від блакитного до червоного. А коли світло не потрапляє в атмосферу, то тут Землі настає ніч. Вночі за сприятливої погоди до нас доходить світло від далеких зірок і світить відбитим світлом Місяць.
