하늘이 파란 이유 : 어린이와 어른에게 설명하는 방법? 하늘은 왜 파랗습니까? 하늘이 파란 물리학인 이유.

하늘이 왜 파란지 궁금한 적이 있습니까? 결국 대기는 투명한 공기로 구성되어 있고 햇빛은 흰색입니다. 태양이 비치는 낮 동안 하늘이 파랗고 불투명해지는 것은 어떻게 일어나는 일입니까? 1899년까지 이 역설은 풀리지 않았지만 이제 과학은 답을 알고 있습니다.

하늘은 왜 파랗습니까?

답은 빛의 본질에 있습니다. 백색광은 빨강, 주황, 노랑, 초록, 파랑, 파랑 및 보라의 7가지 스펙트럼 색상으로 구성되며 각각은 특정 파장에 해당합니다. 빨간색 빛의 파장이 가장 길고 주황색 빛이 조금 더 짧습니다...보라색 빛이 가장 짧습니다.

1. 해
2. 빛의 광선
3. 태양 복사(빛)의 보이는 부분을 구성하는 스펙트럼의 색상입니다.
4. 지구

밀도가 높은 지구의 대기를 통과할 때 빛이 산란되기 시작하여 가스, 수증기 및 먼지의 가장 작은 입자에 굴절됩니다. 짐작하셨겠지만 스펙트럼의 모든 구성 요소가 똑같이 분산되는 것은 아닙니다. 따라서 긴 붉은 파도는 실제로 측면으로 흩어지지 않고 빔을 따라 바닥까지 이어집니다. 반대로 파란색 단파 빛은 측면으로 매우 잘 흩어져 하늘 전체를 청 청색 톤으로 물들입니다.

1. 광파
2. 지구의 대기
3. 스펙트럼의 파란색 부분의 굴절 및 산란

빛의 파장이 짧을수록 대기 중에서 더 많이 산란되며 그 반대도 마찬가지입니다. 그림의 숫자 "3"은 대기를 채우는 가스 분자, 먼지 입자 및 물방울에서 빛이 굴절되는 과정을 나타냅니다.

짧은 답변: 태양의 색 스펙트럼 중 파란색 부분은 파장이 짧기 때문에 스펙트럼의 다른 6가지 색에 비해 지구 대기에서 더 잘 산란됩니다.

하늘이 보라색이 아닌 이유는 무엇입니까?

스펙트럼의 보라색 부분은 실제로 파란색 부분보다 파장이 짧기 때문에 대기 중에 더 잘 산란됩니다. 그러나 우리의 하늘은 보라색이 아닙니다. 왜? 첫째, 태양은 스펙트럼이 고르지 않습니다. 보라색 방사선은 파란색보다 훨씬 적습니다. 둘째, 인간의 눈은 보라색에 덜 민감합니다.

노을은 왜 붉을까?

일출과 일몰 동안 햇빛은 지구 표면에 접선 방향으로 이동합니다. 대기를 통해 빔이 이동하는 거리는 크게 증가합니다. 모든 단파장 빛은 관찰자에게 도달하기 오래 전에 측면으로 산란됩니다. 긴 주황색과 빨간색의 파도만 지상에 도달하며 직사광선을 따라 약간 흩어져 하늘의 국부 부분을 채색합니다.

하늘색은 왜 파란색입니까? 그런 간단한 질문에 대한 답을 찾는 것은 매우 어렵습니다. 많은 과학자들이 답에 대해 의아해했습니다. 이 문제에 대한 최선의 해결책은 약 100년 전에 영국의 물리학자 존 레일리 경이 제안했습니다.

그러나 처음부터 시작합시다. 태양은 눈부시게 순수한 백색광을 방출합니다. 따라서 하늘의 색은 같아야 하지만 여전히 파란색입니다. 지구 대기의 백색광은 어떻게 될까요?

햇살 색상

햇빛의 진정한 색은 흰색입니다. 백색광은 유색 광선의 혼합입니다. 프리즘으로 무지개를 만들 수 있습니다. 프리즘은 흰색 빔을 빨간색, 주황색, 노란색, 녹색, 파란색, 남색 및 보라색의 색상 밴드로 분해합니다. 함께 결합하면 이 광선이 다시 백색광을 형성합니다. 햇빛이 먼저 유색 구성 요소로 분할된다고 가정할 수 있습니다. 그런 다음 어떤 일이 발생하고 파란색 광선만 지구 표면에 도달합니다.

다른 시간에 제시된 가설

몇 가지 가능한 설명이 있습니다. 지구를 둘러싼 공기는 질소, 산소, 아르곤 등의 가스 혼합물입니다. 대기에는 수증기와 얼음 결정도 포함되어 있습니다. 먼지 및 기타 작은 입자가 공기 중에 부유합니다. 오존층은 상층 대기에 있습니다. 이것이 이유가 될 수 있습니까?

일부 과학자들은 오존과 물 분자가 적색 광선을 흡수하고 청색 광선을 전달한다고 믿었습니다. 그러나 대기 중에 하늘을 파랗게 물들이기에 충분한 오존과 물이 없다는 것이 밝혀졌습니다.

1869년 영국인 John Tyndall은 먼지와 기타 입자가 빛을 산란시킨다고 제안했습니다. 청색광은 산란이 가장 적고 이러한 입자 층을 통과하여 지구 표면에 도달합니다. 그의 실험실에서 그는 스모그 모델을 만들고 밝은 흰색 빔으로 조명했습니다. 스모그가 짙은 파란색으로 변했습니다.

Tyndall은 공기가 절대적으로 순수하다면 아무것도 빛을 산란시키지 않을 것이며 우리는 밝은 하얀 하늘을 감상할 수 있을 것이라고 결정했습니다. 레일리 경도 이 아이디어를 지지했지만 오래 가지 못했습니다. 1899년에 그는 하늘을 파랗게 만드는 것은 먼지나 연기가 아니라 공기라는 설명을 발표했습니다.

색상과 파장의 관계

태양 광선의 일부는 가스 분자와 충돌하지 않고 가스 분자 사이를 통과하여 변경되지 않은 상태로 지구 표면에 도달합니다. 다른 하나는 대부분 가스 분자에 의해 흡수됩니다. 광자가 흡수되면 분자가 여기됩니다. 즉, 에너지로 충전된 다음 다시 광자의 형태로 방출합니다. 이 2차 광자는 파장이 다르며 빨간색에서 보라색까지 모든 색상이 될 수 있습니다.

그들은 지구, 태양, 측면 등 모든 방향으로 흩어집니다. Lord Rayleigh는 방출된 빔의 색상이 빔에서 특정 색상의 양자 우세에 따라 달라진다고 제안했습니다. 가스 분자가 태양 광자와 충돌하면 하나의 보조 적색 양자에 대해 8개의 청색 양자가 있습니다.

결과는 무엇입니까? 강렬한 청색광은 문자 그대로 수십억 개의 대기 가스 분자로부터 사방에서 우리에게 쏟아집니다. 이 조명에는 다른 색상의 광자가 혼합되어 있으므로 순수한 파란색 색조가 없습니다.

하늘은 왜 파랗습니까?

사람들이 그것을 생각할 수 있는 지구 표면에 도달하기 전에 햇빛은 행성의 전체 공기 껍질을 통과해야 합니다. 빛은 넓은 스펙트럼을 가지고 있으며 기본 색상인 무지개 음영이 여전히 두드러집니다. 이 스펙트럼 중에서 빨간색은 빛의 파장이 가장 길고 보라색은 가장 짧습니다. 해질녘에 태양 디스크는 빠르게 붉게 변하고 수평선에 더 가까워집니다.

이 경우 빛은 증가하는 공기의 두께를 극복해야 하며 파동의 일부가 손실됩니다. 보라색이 먼저 사라지고 파란색, 파란색이 사라집니다. 붉은 색의 가장 긴 파동은 마지막까지 지구 표면을 계속 관통하므로 태양 디스크와 그 주변의 후광은 마지막 순간까지 붉은 색조를 띤다.

하늘이 파란 이유 - 흥미로운 비디오

저녁에는 어떤 변화가 있습니까?

일몰에 가까워지면 태양이 수평선으로 돌진하고 낮을수록 저녁이 더 빨리 다가옵니다. 이 때, 경사각으로 인해 원래 태양광을 지구 표면에서 분리하는 대기층이 급격히 증가하기 시작합니다. 어느 시점에서 두꺼워지는 층은 빨간색을 제외한 다른 빛의 파동을 전송하지 않으며 그 순간 하늘이 이 색으로 칠해집니다. 파란색은 더 이상 존재하지 않으며 대기층을 통과하는 과정에서 흡수됩니다.

흥미로운 사실:해가 질 때 태양과 하늘은 그 중 하나가 대기를 통과하지 못하면서 전체 색조를 통과합니다. 해가 뜰 때에도 똑같은 것을 관찰할 수 있으며, 두 현상의 원인은 동일합니다.

일출에는 어떻게 되나요?

해가 뜨면 태양 광선은 같은 과정을 거치지만 역순으로 진행됩니다. 즉, 먼저 첫 번째 광선이 강한 각도로 대기의 두께를 뚫고 빨간색 스펙트럼만 표면에 도달합니다. 따라서 일출은 처음에 붉게 떠오릅니다. 그런 다음 일출과 각도가 바뀌면 다른 색상의 파도가 지나가기 시작합니다. 하늘은 주황색으로 변한 다음 습관적으로 파란색이 됩니다. 반나절 동안 하늘의 짙은 파란색이 관찰되고 저녁이 되면 다시 진홍색으로 변하기 시작합니다. 태양에서 멀리 떨어진 하늘 한쪽에는 청흑색 색조가 있지만 지는 별에 가까울수록 태양이 완전히 사라질 때까지 수평선 근처에서 더 붉은 음영을 볼 수 있습니다.

이러한 색상 현상은 모든 곳에서 관찰됩니다. 태양은 붉게 변하고 적도와 극지방에서 태양에 가까운 하늘 부분도 붉게 변합니다. 이 현상은 지구 전체에서 볼 수 있습니다. 때로는 일몰이나 일출이 더 포화 된 붉은 색조를 갖습니다. 이는 대기 상태, 에어로졸 또는 현탁액의 존재 때문입니다. 다른 경우에는 색상이 그렇게 뚜렷하지 않고 더 적당합니다. 일몰 음영으로 다음날 날씨를 결정할 수있는 민속 표지판이 있습니다. 사람들은 색상을 분석하고 더 크거나 작은 정확도로 대기 상태를 예측하는 방법을 배웠습니다.

따라서 석양의 붉은색은 태양 스펙트럼 중 파장이 가장 긴 붉은색만이 대기의 두께를 큰 각도로 뚫고 나가기 때문이다. 일출의 붉은 색은 같은 요인과 관련이 있습니다. 나머지 시간에는 하늘이 파랗습니다. 이 그늘은 스펙트럼의 나머지 부분을 익사시킬 수 있어 산란 능력이 가장 뛰어납니다.

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맑고 화창한 날에는 우리 위의 하늘이 파랗게 보입니다. 저녁에는 석양이 하늘을 빨강, 분홍, 주황으로 물들입니다. 그렇다면 하늘은 왜 파랗고 노을이 붉게 보이는 이유는 무엇일까요?

태양은 무슨 색입니까?

물론 태양은 노란색입니다! 땅의 모든 거민이 대답할 것이요 달의 거민은 그들에게 동의하지 아니하리라

지구에서 태양은 노란색으로 보입니다. 그러나 우주나 달에서 태양은 우리에게 하얗게 보일 것입니다. 우주에는 햇빛을 산란시키는 대기가 없습니다.

지구에서는 햇빛의 짧은 파장(파란색과 보라색) 중 일부가 산란에 의해 흡수됩니다. 나머지 스펙트럼은 노란색으로 보입니다.

그리고 우주에서 하늘은 파란색 대신 어둡거나 검은색으로 보입니다. 이것은 대기가 없기 때문에 빛이 산란되지 않습니다.

그러나 저녁에 태양의 색에 대해 묻는다면. 때때로 대답은 태양이 RED입니다. 하지만 왜?

해질녘에 태양이 붉은 이유는 무엇입니까?

태양이 일몰을 향해 이동함에 따라 햇빛은 관찰자에게 도달하기 위해 대기에서 더 먼 거리를 이동해야 합니다. 직사광선이 우리 눈에 덜 도달하고 태양이 덜 밝게 보입니다.

햇빛은 더 먼 거리를 이동해야 하므로 더 많은 산란이 발생합니다. 햇빛 스펙트럼의 빨간색 부분이 파란색 부분보다 공기를 더 잘 통과합니다. 그리고 우리는 붉은 태양을 봅니다. 태양이 수평선으로 내려갈수록 우리가 보는 공기 "확대경"이 커지고 더 붉어집니다.

같은 이유로 태양은 낮보다 직경이 훨씬 더 큰 것처럼 보입니다. 공기층은 지구의 관찰자에게 돋보기 역할을합니다.

석양 주변의 하늘은 다른 색으로 칠할 수 있습니다. 하늘은 공기 중에 작은 먼지나 물 입자가 많이 포함되어 있을 때 가장 아름답습니다. 이 입자는 빛을 모든 방향으로 반사합니다. 이 경우 더 짧은 광파가 산란됩니다. 관찰자는 더 긴 파장의 광선을 보기 때문에 하늘은 빨간색, 분홍색 또는 주황색으로 보입니다.

가시광선은 공간을 이동할 수 있는 에너지의 한 형태입니다. 태양이나 백열등에서 나오는 빛은 실제로는 모든 색상이 혼합되어 있지만 흰색으로 보입니다. 흰색을 구성하는 주요 색상은 빨간색, 주황색, 노란색, 녹색, 파란색, 남색 및 보라색입니다. 이러한 색상은 지속적으로 서로 변경되므로 기본 색상 외에도 수많은 다양한 음영이 있습니다. 이 모든 색상과 음영은 습도가 높은 지역에서 발생하는 무지개 형태로 하늘에서 관찰할 수 있습니다.

하늘 전체를 채우고 있는 공기는 미세한 가스 분자와 먼지와 같은 작은 고체 입자의 혼합물입니다.

우주에서 오는 태양 광선은 대기 가스의 영향으로 소멸되기 시작하며 이 과정은 레일리 산란 법칙에 따라 발생합니다. 빛이 대기를 통과할 때 대부분의 광학 스펙트럼의 긴 파장은 변경되지 않고 통과합니다. 빨간색, 주황색 및 노란색 색상 중 극히 일부만이 공기와 상호 작용하여 분자 및 먼지와 충돌합니다.

빛이 기체 분자와 충돌하면 빛이 다양한 방향으로 반사될 수 있습니다. 빨간색과 주황색과 같은 일부 색상은 공기를 직접 통과하여 관찰자에게 직접 도달합니다. 그러나 대부분의 청색광은 공기 분자로부터 모든 방향으로 재반사됩니다. 이런 식으로 파란 빛은 하늘 전체에 흩어져 파랗게 보입니다.

그러나 많은 짧은 파장의 빛이 가스 분자에 의해 흡수됩니다. 흡수 후 파란색이 모든 방향으로 방출됩니다. 그것은 하늘 전체에 흩어져 있습니다. 어느 쪽을 보든 이 산란된 청색광 중 일부는 관찰자에게 도달합니다. 파란 빛은 머리 위 모든 곳에서 볼 수 있기 때문에 하늘이 파랗게 보입니다.

수평선을 바라보면 하늘의 색조가 더 옅어집니다. 이것은 빛이 대기 중에서 관찰자에게 더 먼 거리를 이동한다는 사실의 결과입니다. 산란된 빛은 대기에 의해 다시 산란되고 관측자의 눈에 도달하는 파란색이 줄어듭니다. 따라서 수평선 근처의 하늘색은 더 옅게 보이거나 심지어 완전히 하얗게 보입니다.

우주는 왜 검은색일까?

우주 공간에는 공기가 없습니다. 빛이 반사될 수 있는 장애물이 없기 때문에 빛은 직접 전파됩니다. 빛의 광선은 흩어지지 않고 "하늘"은 어둡고 검게 보입니다.

대기.

대기는 얇고 대부분 투명한 껍질 형태로 지구를 둘러싸고 있는 가스와 기타 물질의 혼합물입니다. 대기는 지구의 중력에 의해 제자리에 고정됩니다. 대기의 주성분은 질소(78.09%), 산소(20.95%), 아르곤(0.93%), 이산화탄소(0.03%)이다. 대기에는 소량의 물(각기 다른 위치에서 농도 범위는 0%에서 4%까지), 고체 입자, 가스 네온, 헬륨, 메탄, 수소, 크립톤, 오존 및 크세논이 포함되어 있습니다. 대기를 연구하는 과학을 기상학이라고 합니다.

우리가 숨쉬는 데 필요한 산소를 공급하는 대기가 없다면 지구상의 생명체는 불가능할 것입니다. 또한 대기는 또 다른 중요한 기능을 수행합니다. 즉, 행성 전체의 온도를 균등화합니다. 대기가 없다면 지구상의 어떤 곳에서는 지글 지글 열이 날 수 있고 다른 곳에서는 극도로 추울 것입니다. 온도 범위는 밤에는 -170 ° C에서 낮에는 + 120 ° C까지 다양합니다. 대기는 또한 태양과 우주의 유해한 복사선을 흡수하고 산란시키는 것으로부터 우리를 보호합니다.

대기의 구조

대기는 서로 다른 층으로 구성되어 있으며 이러한 층으로의 구분은 온도, 분자 구성 및 전기적 특성에 따라 발생합니다. 이 레이어에는 뚜렷한 경계가 없으며 계절에 따라 변경되며 매개 변수는 위도에 따라 변경됩니다.

호모스피어

• 대류권, 성층권 및 중간계면을 포함한 100km 아래.
• 대기질량의 99%를 차지한다.
• 분자는 분자량으로 분리되지 않습니다.
• 일부 작은 국부적 이상을 제외하고 구성은 상당히 균질합니다. 균질성은 일정한 혼합, 난류 및 난류 확산에 의해 유지됩니다.
• 물은 고르지 않게 분포된 두 가지 구성 요소 중 하나입니다. 수증기가 상승하면 냉각되고 응축된 다음 강수량(눈과 비)의 형태로 지구로 돌아갑니다. 성층권 자체는 매우 건조합니다.
• 오존은 분포가 고르지 않은 또 다른 분자입니다. (아래 성층권의 오존층에 대해 읽어보세요.)

이종권

• 호모권 위로 확장되며 열권과 외권을 포함합니다.
• 이 층의 분자 분리는 분자량을 기반으로 합니다. 질소 및 산소와 같은 더 무거운 분자는 층의 바닥에 집중됩니다. 더 가벼운 것인 헬륨과 수소는 이종권의 상부에서 우세합니다.

전기적 특성에 따라 대기를 층으로 분리합니다.

중립적인 분위기

• 100km 미만.

전리층

• 약 100km 이상.
• 자외선을 흡수하여 생성된 전하를 띤 입자(이온)를 포함합니다.
• 이온화 정도는 높이에 따라 달라집니다.
• 서로 다른 층은 길고 짧은 전파를 반사합니다. 이를 통해 직선으로 전파되는 무선 신호가 지구의 구형 표면 주위에서 구부러질 수 있습니다.
• 오로라는 이러한 대기층에서 발생합니다.
• 자기권전리층의 상부로 약 70,000km까지 뻗어 있으며 이 높이는 태양풍의 강도에 따라 달라집니다. 자기권은 태양풍의 고에너지 하전 입자를 지구 자기장에 유지함으로써 우리를 보호합니다.

온도에 따라 대기를 여러 층으로 분리

위쪽 테두리 높이 대류권계절과 위도에 따라 다릅니다. 지표면에서 적도에서 약 16km 높이, 북극과 남극에서 9km 높이까지 뻗어 있습니다.

• 접두사 "tropo"는 변경을 의미합니다. 대류권 매개 변수의 변화는 예를 들어 대기 전선의 움직임으로 인해 기상 조건으로 인해 발생합니다.
• 고도가 높아지면 기온이 떨어집니다. 따뜻한 공기는 위로 올라갔다가 차가워지고 다시 지구로 내려옵니다. 이 과정을 대류라고하며 기단의 움직임의 결과로 발생합니다. 이 층의 바람은 주로 수직으로 분다.
• 이 층은 다른 모든 층을 합친 것보다 더 많은 분자를 포함합니다.

천장- 약 11km 높이에서 50km까지 확장됩니다.

• 매우 얇은 공기층을 가지고 있습니다.
• 접두사 "strato"는 레이어 또는 레이어링을 나타냅니다.
• 성층권의 하부는 꽤 고요합니다. 제트기는 종종 대류권의 악천후를 피하기 위해 성층권 하부를 비행합니다.
• 높은 고도의 제트 기류로 알려진 강한 바람이 성층권의 상부에서 분다. 최대 시속 480km의 속도로 수평으로 날아갑니다.
• 성층권은 약 12~50km(위도에 따라 다름)의 고도에 위치한 "오존층"을 포함합니다. 이 층의 오존 농도는 8ml/m3에 불과하지만 태양의 유해한 자외선을 매우 효과적으로 흡수하여 지구상의 생명을 보호합니다. 오존 분자는 세 개의 산소 원자로 구성됩니다. 우리가 호흡하는 산소 분자에는 두 개의 산소 원자가 포함되어 있습니다.
• 성층권은 매우 춥고 온도는 바닥에서 약 -55°C이며 높이가 높아질수록 증가합니다. 온도 상승은 산소와 오존이 자외선을 흡수하기 때문입니다.

중간권- 고도 약 100km까지 확장됩니다.

맑고 화창한 날 우리 위의 하늘은 밝은 파란색을 띠고 있습니다. 저녁 노을이 질 무렵 하늘은 눈을 즐겁게 해주는 수많은 색조와 함께 짙은 붉은색을 띕니다. 그렇다면 낮에는 왜 하늘이 파랗습니까? 일몰을 붉게 만드는 것은 무엇입니까? 하루 중 다른 시간에 파란색과 빨간색 색조로 투명한 공기가 어떻게 반짝거립니까?

여기에 두 가지 답변을 제시하겠습니다. 첫 번째는 일반 독자를 위해 더 단순화된 것이고 두 번째는 더 과학적이고 정확합니다. 당신이 좋아하는 것을 스스로 선택하십시오.

1. 왜 하늘은 초록색이 아닌 파란색일까요? 인형에 대한 답변

태양이나 램프에서 나오는 빛은 흰색으로 보이지만 실제로는 흰색은 기존의 7가지 색상인 빨간색, 주황색, 노란색, 녹색, 청록색, 남색 및 보라색의 혼합입니다(그림 1). 하늘(대기)은 공기로 가득 차 있습니다. 공기는 작은 가스 분자와 먼지와 같은 작은 고체 물질 조각의 혼합물입니다. 햇빛은 공기를 통과하면서 공기 입자와 충돌합니다. 광선이 기체 분자에 닿으면 다른 방향으로 "바운스"될 수 있습니다(산란).

빨강 및 주황과 같은 백색광의 일부 구성 색상은 산란되지 않고 태양에서 직접 우리 눈으로 전달됩니다. 그러나 대부분의 청색 광선은 모든 방향으로 공기 입자에 "반사"됩니다. 따라서 하늘 전체가 문자 그대로 푸른 광선으로 뚫립니다. 위를 올려다보면 이 푸른 빛의 일부가 눈에 들어오고 머리 전체에서 나오는 푸른 빛이 보입니다! 사실, 하늘이 파란 이유!

당연히 모든 것이 최대한 단순화되었지만 아래는 우리 머리 위의 사랑하는 하늘의 속성을 더 근본적으로 설명하고 하늘의 색이 파란색이 아닌 파란색 인 이유를 설명하는 단락입니다!

2. 하늘은 왜 파란색일까요? 고급 답변

빛과 색의 본질에 대해 좀 더 자세히 살펴봅시다. 색상은 누구나 알고 있듯이 우리의 눈과 뇌가 인지하고 정의할 수 있는 빛의 속성입니다. 태양의 빛은 무지개의 7가지 색으로 구성된 많은 양의 흰색 광선입니다. 빛은 분산의 성질을 가지고 있습니다(Fig. 1). 모든 것이 태양에 의해 빛나지만 일부 물체는 파란색과 같은 한 가지 색상의 광선만 반사하는 반면 다른 물체는 노란색 등의 광선만 반사합니다. 이것이 사람이 색상을 정의하는 방법입니다. 그래서 태양은 흰색 광선으로 지구를 비추지만 대기(두꺼운 공기층)가 태양을 감싸고 있으며 이 흰색(모든 색상으로 구성됨) 광선이 대기를 통과할 때 산란(확산)하는 것은 공기입니다. ) 흰색 태양 광선의 모든 7가지 색상 광선이지만 더 큰 힘을 가하면 청청 광선입니다(즉, 대기가 문자 그대로 파란색으로 빛나기 시작합니다). 다른 색상은 태양에서 우리 눈으로 직접 떨어집니다(그림 2).

파란색이 대기 중에 가장 잘 분산되는 색상인 이유는 무엇입니까? 이것은 자연 현상이며 Rayleigh의 물리 법칙으로 설명됩니다. 더 간단하게 말하면 Rayleigh가 1871년에 추론한 공식이 있는데, 이 공식은 빛(빔)의 산란이 이 빔의 색상(즉, 파장과 같은 빔의 특성)에 따라 어떻게 달라지는지 결정합니다. . 그리고 하늘색이 가장 짧은 파장을 가지므로 가장 큰 분산이 발생했습니다.

일출과 일몰 동안 하늘이 붉은 이유는 무엇입니까? 해가 지거나 해가 뜰 때, 태양은 수평선에 낮게 위치하여 태양 광선이 비스듬히 떨어지게 됩니다.

지구에 윷. 물론 빔 길이는 여러 번 증가하므로 (그림 3) 그렇게 먼 거리에서 스펙트럼의 거의 전체 단파장 (파란색) 부분이 대기 중에 흩어져 도달하지 않습니다. 지구의 표면. 황적색의 긴 파도만이 우리에게 도달합니다. 이것이 바로 일출과 일몰 동안 하늘이 취하는 색상입니다. 그렇기 때문에 하늘은 파란색과 파란색 외에도 노란색과 빨간색입니다!

이제 위의 모든 것을 완전히 이해하기 위해 분위기가 어떤 것인지에 대한 몇 마디.

분위기(하늘의 금고)는 무엇입니까?

대기는 가스 분자와 지구를 둘러싸고 있는 다른 물질의 혼합물입니다. 기본적으로 대기는 질소 가스(78%)와 산소(21%)로 구성되어 있습니다. 기체와 물(수증기, 물방울, 얼음 결정 형태)은 대기의 가장 일반적인 구성 요소입니다. 소량의 다른 가스뿐만 아니라 먼지, 그을음, 재, 바다의 염분 등과 같은 많은 미립자 물질도 있습니다. 대기의 구성은 지리적 위치, 날씨 등에 따라 달라집니다. 폭풍우 후 공기 중에 더 많은 물이 있거나 바다 근처 어딘가에 화산이 많은 양의 먼지 입자를 대기 중으로 분출합니다.

대기는 지구 근처의 하부에서 밀도가 더 높습니다. 높이에 따라 점차 얇아집니다. 대기와 공간 사이에 날카로운 간격이 없습니다. 그렇기 때문에 하늘의 분위기가 모든 곳에서 다르고 구조와 속성이 다르기 때문에 하늘에 파란색과 파란색이 넘쳐 흐르는 것을 볼 수 있습니다.

어린 시절에는 답을 얻지 못하는 수백만 가지 질문이 있으며, 자라면 물어보기가 부끄럽습니다. 이 중 하나 답변되지 않은 질문: "하늘은 왜 파란색입니까?"그리고 모든 것이 잘 될 것이며이 지식 없이도 살 수 있지만 자녀가 부모에게 그러한 까다로운 질문을하기 시작하면 종종 부끄러워하고 주제를 바꾸기 시작합니다. 그런 다음 아이는 답을 모르고 자라서 자신의 자녀가 있고 모든 것이 다시 반복됩니다. 이 "악순환"을 깨고 하늘이 파란 이유를 이해합시다. 가능한 모든 관점에서 문제를 고려하십시오.

물리학의 측면에서 푸른 하늘 현상

바로 본론으로 들어가자면, 지구의 대기가 태양빛을 산란시키기 때문에 하늘이 파랗습니다.지난 200-300년 동안 수행된 모든 연구는 이것으로 귀결됩니다. 푸른 하늘 현상에 영향을 미치는 몇 가지 공리를 고려하십시오.

1. 태양의 백색광은 다양한 색상 흐름의 조합입니다. 흰색은 "별도로" 존재하지 않습니다. 다들 아시다시피 색상은 7가지(빨강, 주황, 노랑, 초록, 파랑, 파랑, 보라)뿐이고, 나머지 색상은 조합해야만 얻을 수 있습니다. 7가지 색상을 모두 조합하여 흰색을 얻습니다. 의미하는 것은 눈으로 구별할 수 있는 색상이라는 점을 고려할 가치가 있습니다.
2. 대기는 비어 있지 않으며 질소(78%), 산소(21%), 이산화탄소, 다양한 상태의 물(증기, 얼음 결정) 등 많은 가스로 구성되어 있습니다. 또한 우리 주변에는 다양한 금속 원소인 많은 먼지가 있습니다. 그들 모두는 태양의 백색광을 왜곡합니다.
3. 우리를 둘러싸고 있고 우리가 숨 쉬는 공기는 실제로 불투명합니다. 어쨌든 대량으로. 결국 우리는 진공 상태에서 살지 않습니다.

이 세 가지 사실에서 우리는 더 진행할 것입니다.

이야기

19세기에 John Tyndall이라는 과학자는 대기 중의 입자 때문에 하늘이 파란색으로 보인다는 것을 증명하는 연구를 수행했습니다. 그의 실험실에서 그는 인위적으로 먼지 입자로 안개를 만들고 밝은 흰색 광선을 향했습니다. 안개의 색이 푸르스름하게 변했습니다. 30년 후인 1899년 물리학자 레일리는 전임자의 연구를 반박하고 다음과 같은 증거를 발표했습니다. 공기 분자 때문에 하늘이 파랗다먼지가 없습니다. 이 현상을 확산 하늘 복사이에 대한 자세한 내용은 Wikipedia에서 읽을 수 있습니다.

공기가 장파장 빛보다 단파장 빛을 더 많이 산란시키기 때문에 하늘이 파랗게 보입니다. 청색광은 파장이 짧기 때문에 가시 스펙트럼의 끝에서 적색광보다 대기 중에서 더 많이 산란됩니다. (출처: 위키피디아)

빛이란 무엇입니까? 빛은 광자의 흐름이며 일부는 눈으로 볼 수 있고 일부는 볼 수 없습니다. 예를 들어 표준 색상 스펙트럼을 볼 수 있지만 태양도 방출하는 자외선은 그렇지 않습니다. 결국 우리가 보는 색은 이 스트림의 "파장"에 따라 다릅니다. 이 파장은 어떤 색상을 얻을지 결정합니다.

그래서. 우리는 태양이 흰색에 해당하는 파장의 양자를 우리에게 보낸다고 결정했지만, 그것이 대기를 통과하면서 어떻게 파란색으로 변할까요? 무지개의 예를 들어보자. 무지개 - 빛의 굴절과 스펙트럼으로의 분할의 직접적인 예입니다. 집에서 유리 프리즘을 사용하여 나만의 무지개를 만들 수 있습니다. 색상을 스펙트럼으로 분해하는 것을 스펙트럼이라고 합니다. 분산.

그래서 하늘은 프리즘 역할을 합니다. 대부분의 백색광은 대기의 가스 분자를 통과하면서 파장이 바뀝니다. 결과적으로 분자를 "떠나는" 광자는 다른 색상을 갖습니다. 이 색상은 보라색, 빨간색 또는 파란색과 파란색일 수 있습니다.

왜 우리는 빨간색이 아닌 파란색을 볼 수 있습니까?

빛이 태양에서 지구로 이동할 때 결국 우리가 보게 되는 색은 어떤 광자가 우세한가에 달려 있습니다. 예를 들어 빛이 대기를 통과할 때 파란색의 양자는 빨간색보다 8배, 보라색은 16배! 이것은 파장이 매우 다르기 때문에 보라색과 파란색은 강하게 산란하고 빨간색과 노란색은 훨씬 더 심하게 산란합니다. 이 이론에 따르면 하늘은 보라색이어야 하는데 그렇지 않다. 이것은 보라색이 파란색과 달리 인간의 눈에 훨씬 더 나쁘게 인식된다는 사실 때문입니다. 그래서 하늘은 파랗다.

하늘이 파란 이유에 대한 비디오:

낮에는 하늘이 파랗고 노을은 붉은 이유

다시 말하지만 모든 것은 색상의 분산과 관련이 있습니다. 태양의 백색광은 입사각이 작아지고 더 많은 공기 분자를 통과하여 빛의 파장이 증가합니다. 이 양은 빨간색으로 확산하기에 충분합니다.

아이들에게 하늘이 파란 이유에 대한 답

어린이가 푸른 하늘에 대해 질문하면 분산, 스펙트럼 및 광자에 대해 말하지 않을 것입니다. 어린이 책 "100 Children 's Why"에서 Tatiana Yatsenko를 인용하는 것으로 충분합니다.

보통 우리는 태양 광선을 노란색으로 그립니다. 그러나 사실 태양의 빛은 흰색이며 일곱 가지 색상으로 구성되어 있습니다. 무지개의 색은 빨강, 주황, 노랑, 초록, 파랑, 남색, 보라색입니다. 모든 색상이 공기를 통과하는 것은 아니며 파란색, 남색 및 보라색만 통과합니다. 그들은 하늘을 물들입니다.

충분할 것입니다. 웹 사이트에서 "하늘이 파란 이유"라는 주제에 대한 프레젠테이션을 링크에서 다운로드할 수도 있습니다. 학교 교실에서 유용할 수 있습니다.