Почему небо днем голубое?

Почему небо днем голубое — весьма не просто подобрать ответ на подобный нетрудный вопрос. Ученые довольно долго бились над ответом на этот вопрос. И лучшее решение  предоставил примерно 100 лет тому назад английский физик лорд Джон Рэлей. Но давайте по порядку. Солнце распространяет яркий белый свет. Довольно логично было бы предположить, что и небо должно быть таким же цветом, но оно все же голубое. Что же случилось с белым светом, когда он попал в атмосферу Земли? Сам по себе белый свет — это просто смесь цветных лучей. Можно сделать радугу, используя при этом призму.

Почему небо днем голубое?

Призма способна белый луч разложить  на цветные полосы: синюю, желтую, фиолетовую, зеленую, красную, голубую и оранжевую. Как только эти лучи вместе соединятся, то опять получится белый свет. Вполне закономерно было бы предположение, что свет солнца первоначально расщепляется на цветные составляющие, но в атмосфере что-то происходит и Землю достигают только лишь лучи голубого цвета.

Ученые предполагают несколько вариантов ответов на вопрос - почему небо днем голубое.

Землю окружает воздух, а он состоит из смеси газов – аргон, кислород, азот и другие, то есть небо состоит из этих газов. Также в атмосфере имеется кристаллики льда и водяной пар, есть частички пыли и другие примеси. А в самых верхних слоях атмосферы располагается слой озона.

Так, может быть причина именно в этом? Ученые полагали, что молекулы воды и озона способны поглощать лучи красного цвета, пропуская при этом голубые. Но в дальнейшем выяснилось, что в атмосфере попросту не достаточно воды и озона, чтобы небо окрасилось в голубой цвет. В 1869 году Джон Тиндалл вынес предположение, что пыль и иные частицы способны рассеивать свет. Синий свет развеиваться в меньшей степени и проникает через слои подобных частиц, и достигает  поверхности нашей планеты. Джон Тиндалл смог создать в своей лаборатории модель смога, осветив его белым ярким лучом. Смог тут же приобрел насыщенный синий цвет. Тиндалл предположил, что если бы в воздухе не было никаких посторонних примесей, то ничто не смогло бы рассеять свет, и небо над нашими головами было бы ярким и белым. Лорд Рэлей тоже принимал данную идею голубого неба, однако, недолго. В 1899 году он издал свое толкование: не пыль или дым, а как раз воздух придает небу  голубой цвет.

Солнечные лучи, попадая в атмосферу Земли, проходят между частицами газа, не сталкиваясь с ними, и спокойно достигают поверхности нашей планеты. Другая же часть солнечных лучей молекулами газа поглощается. Поглощая фотоны, молекулы начинают возбуждаться, заряжаясь энергией, но, а после излучают ее опять в виде фотонов. Вторичные фотоны могут иметь различную длину волны, то есть это значит, что они имеют разную окраску – от красного до фиолетового. При этом они могут разлетаться в разные стороны – к Солнцу,  Земле, и в различных направлениях. Лорд  Рэлей сделал предположение, что цвет луча зависит от доминирования в луче квантов того или иного цвета. Когда молекула газа сталкивается с фотонами лучей солнца, то на один вторичный квант, имеющий красный цвет доводится восемь квантов синего цвета. Что же получается в итоге? Из миллиардов молекул газа, содержащихся в атмосфере Земли, буквально льется насыщенный голубой свет. Но он все-таки не имеет чистого синего цвета из-за примесей фотонов других цветов, вот поэтому и небо днем голубое.