Какое небо? голубое

ссылка на короткий обучающий фильм  "Рассеяние, цвет неба и поляризации"- под публикацией.

Жизнь мчится, за технологиями не угнаться. Казалось бы, человечество давным давно все знает и понимает; искушенные во всем люди давно стали эрудитами во всех сферах и больше не задают глупых детских вопросов.  Ан нет! Все осталось по-прежнему.  Только если раньше почемучки доводили до изнеможения своих родителей, то сейчас место родителей заняли всезнайки-поисковики.  И одним из самых  животрепещущих и часто задаваемых вопросов по-прежнему остается "почему небо голубое?"   В рейтинге он уступает разве что извечному "почему вода мокрая" .  Ну, об этом порассуждаем как-нибудь потом.

Голубое небо  — одно из самых прекрасных и любимых с детства привычных явлений, которое мы наблюдаем каждый день. Однако за этим простым феноменом скрываются сложные процессы взаимодействия света и атмосферы, объясняемые законами физики. Разберёмся в деталях.

Природа света и рассеяние
Солнечный свет — это комбинация всех цветов спектра, которые мы видим в радуге. Каждый цвет имеет свою длину волны. Когда свет проходит через атмосферу Земли, он сталкивается с молекулами воздуха, такими как азот и кислород. Эти молекулы рассевают свет в разные стороны, и этот процесс называется "Рассеянием Рэлея".

вот Рэлей рассеянный ...

Рассеяние Рэлея — это физический процесс, который объясняет, как свет взаимодействует с молекулами и частицами в атмосфере. Этот феномен играет ключевую роль в формировании цвета неба и многих других оптических явлений. Рассеяние названо в честь британского физика Лорда Рэлея, который первым описал этот процесс.

Как работает рассеяние Рэлея?
Свет, испускаемый Солнцем, состоит из множества цветов, каждый из которых имеет свою длину волны. Когда свет проходит через атмосферу, он сталкивается с молекулами кислорода и азота. Рассеяние Рэлея происходит сильнее для коротковолнового света (например, синего и фиолетового), чем для длинноволнового света (красного и жёлтого).  

Хотя фиолетовый свет рассеивается сильнее синего, человеческий глаз менее чувствителен к фиолетовому цвету, а значительная часть фиолетового поглощается озоновым слоем. Поэтому мы видим небо преимущественно голубым.

Примеры явлений, связанных с рассеянием Рэлея:

1. Голубое небо: Основной эффект, который мы наблюдаем каждый день благодаря сильному рассеянию синего света.  Свет с короткой длиной волны, например синий и фиолетовый, рассеивается гораздо сильнее, чем свет с длинной длиной волны, как красный. Хотя фиолетовый цвет также рассеивается, его значительная часть поглощается озоновым слоем, а человеческий глаз менее чувствителен к нему. В результате, мы видим **голубой цвет**, доминирующий в небе.

2. Красные закаты и рассветы: На закате и рассвете солнце располагается ближе к горизонту, и его свет проходит более длинный путь через атмосферу. Это приводит к тому, что большая часть коротковолнового света (синий) рассеивается, уступая место длинноволновым цветам — красному, оранжевому и жёлтому. Именно поэтому закаты и рассветы окрашены в такие тёплые оттенки.

Практическое значение:
- В оптике рассеяние Рэлея используется для изучения свойств атмосферы, климата и загрязнений.  
- Оно также помогает объяснить, почему видимость в воздухе ухудшается из-за мелких частиц.  
Исследования Рэлея заложили основу для современной физики света и атмосферных наук. Этот процесс вдохновляет ученых и исследователей на изучение небесных явлений и раскрытие тайн Вселенной.

Поехали дальше.   

Как цвет неба связан с другими факторами?

Другие планеты: На Марсе, где атмосфера состоит из углекислого газа и пыли, небо выглядит красно-оранжевым днём и голубоватым на закате. Уран и Нептун имеют ярко-голубое небо благодаря метану, который поглощает красный свет.  

Вода на Земле: Океаны и крупные водоёмы часто выглядят синими, потому что отражают небесный свет. Однако их истинный цвет может зависеть от глубины и наличия микроорганизмов.  

Человеческое восприятие:  Голубое небо часто ассоциируется с чистотой, спокойствием и бескрайностью. Оно вдохновляет нас на размышления и творчество:  ученые, художники, философы, поэты, писатели, композиторы - живое тому доказательство.

А что дальше?

Тайны небес и уникальные виды атмосферы планет солнечной системы.
Наша солнечная система — это целая галерея небесных пейзажей, каждый из которых уникален благодаря атмосфере, её составу и взаимодействию со светом. Давайте совершим путешествие по каждой планете и её небесным особенностям.

Меркурий: Чёрное небо молчаливого космоса
Меркурий, ближайшая к Солнцу планета, практически лишён атмосферы. Днём его небо остаётся бесконечно чёрным, как в открытом космосе, позволяя звёздам сиять даже под яркими солнечными лучами. Это суровый и загадочный мир, где отсутствуют привычные нам облака или рассветы.

Венера: Завеса вечного заката
Жёлто-оранжевые небеса Венеры окутаны густыми облаками серной кислоты. Её плотная атмосфера из углекислого газа удерживает солнечное тепло, создавая сильный парниковый эффект. Небо Венеры похоже на пейзаж вечного заката, таинственного и драматичного.

Земля: Живописное голубое небо
На нашей планете небо — это динамичное полотно, где преобладает голубой цвет благодаря рассеянию Рэлея. Уникальная атмосфера Земли, богатая кислородом и азотом, создаёт красивые оранжево-красные оттенки на закате и рассвете. Это небо вдохновляет и соединяет всех нас.

Марс: Пыльные горизонты с неожиданной голубизной
Атмосфера Марса состоит из углекислого газа и насыщена пылью, придающей небесам красно-оранжевый цвет днём. Однако его закаты дарят редкую голубизну — свет рассеивается иначе из-за тонкости атмосферы. Это делает Марс одним из самых контрастных небесных пейзажей в солнечной системе.

Юпитер: Полосатый гигант с бурным небом
Юпитер, крупнейшая планета нашей системы, обладает многослойной атмосферой, насыщенной водородом, гелием и аммиаком. Его небеса испещрены полосами белого, коричневого и красного цветов. Облака на Юпитере — это вечный танец вихрей и бурь, создающий потрясающее зрелище.

Сатурн: Элегантные небеса короля колец
Атмосфера Сатурна окрашена в нежные золотисто-жёлтые тона благодаря химическим элементам, таким как водород и гелий. Его обширные кольца, отражающие солнечный свет, дополняют небесную гармонию, делая Сатурн настоящим королём красоты.

Уран: Тихая бирюзовая глубина
Небо Урана мягко сияет бирюзовым оттенком из-за метана, который поглощает красный свет и оставляет голубые и зелёные тона. Эта планета, словно укрытая льдом, производит впечатление спокойствия и замедленного ритма.

Нептун: Сапфировое небо на краю системы**  
Нептун славится своим глубоким сапфирово-синим небом, также связанным с метаном в атмосфере. Ветра на Нептуне самые сильные в солнечной системе, но они только подчёркивают его величие и энергию.

Плутон: Холодный аутсайдер с тихим сиянием  
Плутон, хоть и классифицирован как карликовая планета, но этот малыш заслуживает внимания. Его тонкая атмосфера из замерзающего азота создаёт небеса с лёгкими голубоватыми оттенками. Этот мир на границе солнечной системы — символ одиночества и тайн.

Почему небеса планет такие разные?  

Небеса каждой планеты отражают её уникальный состав атмосферы, плотность, химические элементы и взаимодействие света с частицами. Эти особенности помогают учёным раскрывать секреты планетарных условий, климата и даже возможной жизни.

А давайте щё раз окунемся в детство? Планеты, по порядку рассчитайсь!

По порядку все планеты
Назовёт любой из нас:
Раз — Меркурий,
Два — Венера,
Три — Земля,
Четыре — Марс.
Пять — Юпитер,
Шесть — Сатурн,
Семь — Уран,
За ним — Нептун.
Он восьмым идёт по счёту.
А за ним уже, потом,
И девятая планета
Под названием Плутон.
(А. Хайт) 

в любое время года, в любое время суток -

мирного неба над Землёй!