Tại sao bầu trời có màu xanh - rất khó để tìm câu trả lời cho một câu hỏi đơn giản như vậy. Giải pháp tốt nhất cho vấn đề đã được đề xuất khoảng 100 năm trước bởi nhà vật lý người Anh John Rayleigh.

Nhưng hãy bắt đầu lại. Vì vậy, màu sắc của bầu trời nên giống nhau, nhưng nó vẫn là màu xanh. Điều gì xảy ra với ánh sáng trắng trong bầu khí quyển của trái đất?

Màu của mặt trời

Màu sắc thực sự của tia nắng mặt trời là màu trắng. Ánh sáng trắng là hỗn hợp của các tia màu. Sử dụng lăng kính, chúng ta có thể tạo ra cầu vồng. Lăng kính chia một tia trắng thành các sọc màu: đỏ, cam, vàng, lục, lam, lam và tím. Kết hợp với nhau, các tia này lại tạo thành ánh sáng trắng. Có thể giả định rằng ánh sáng mặt trời trước tiên phân tách thành các thành phần màu. Sau đó, một cái gì đó xảy ra, và chỉ có các tia màu xanh đến bề mặt Trái đất.

Các giả thuyết đưa ra ở các thời điểm khác nhau

Có một số giải thích có thể. Không khí xung quanh Trái đất là hỗn hợp các loại khí: nitơ, oxy, argon và các loại khác. Hơi nước và tinh thể băng cũng có mặt trong khí quyển. Bụi và các hạt nhỏ khác lơ lửng trong không khí. Trong bầu khí quyển phía trên là một lớp ozone. Điều này có thể là lý do?

Một số nhà khoa học tin rằng các phân tử ozone và nước hấp thụ các tia màu đỏ và truyền các tia màu xanh. Nhưng hóa ra, đơn giản là không có đủ ozone và nước trong khí quyển để biến bầu trời thành màu xanh.

Năm 1869, người Anh John Tyndall cho rằng bụi và các hạt khác tán xạ ánh sáng.Ánh sáng xanh bị tán xạ ở mức độ nhỏ nhất và đi qua các lớp của các hạt như vậy, chạm tới bề mặt Trái đất. Trong phòng thí nghiệm của mình, ông đã tạo ra một mô hình khói và thắp sáng nó bằng một chùm sáng trắng. Sương khói biến thành màu xanh thẫm.

Tyndall quyết định rằng nếu không khí sạch tuyệt đối, thì sẽ không có gì làm tán xạ ánh sáng và chúng ta có thể chiêm ngưỡng bầu trời trắng sáng. Lord Rayleigh cũng ủng hộ ý tưởng này, nhưng không lâu. Năm 1899, ông công bố lời giải thích của mình: đó là không khí, không phải bụi hay khói, có màu xanh da trời.

Mối quan hệ của màu sắc và bước sóng

Một phần của các tia mặt trời đi qua giữa các phân tử khí, không va chạm với chúng và không có sự thay đổi nào chạm tới bề mặt Trái đất. Cái khác, hầu hết, được hấp thụ bởi các phân tử khí. Khi các photon được hấp thụ, các phân tử bị kích thích, nghĩa là được nạp năng lượng và sau đó phát ra nó dưới dạng các photon một lần nữa. Những photon thứ cấp này có bước sóng khác nhau và có thể có bất kỳ màu nào - từ đỏ đến tím.

Chúng phân tán theo mọi hướng: đến Trái đất, và Mặt trời và hai bên. Lord Rayleigh cho rằng màu sắc của tia phát ra phụ thuộc vào ưu thế của lượng tử của màu này hay màu khác trong tia. Khi một phân tử khí va chạm với các photon ánh sáng mặt trời, một lượng tử thứ cấp màu xanh có tám lượng tử màu xanh.

Kết quả là gì? Ánh sáng xanh dữ dội theo nghĩa đen đổ vào chúng ta từ mọi phía từ hàng tỷ phân tử khí trong khí quyển. Photon có màu khác được trộn với ánh sáng này, vì vậy nó không có tông màu xanh thuần khiết.

Tại sao bầu trời xanh - câu trả lời

Trước khi đến bề mặt trái đất, nơi con người có thể chiêm ngưỡng nó, ánh sáng mặt trời phải xuyên qua toàn bộ vỏ không khí của hành tinh. Ánh sáng có phổ rộng, trong đó màu sắc cơ bản, sắc thái của cầu vồng vẫn nổi bật. Từ phổ này, màu đỏ có sóng ánh sáng dài nhất, trong khi màu tím có sóng ngắn nhất. Vào lúc hoàng hôn, đĩa mặt trời nhanh chóng chuyển sang màu đỏ và lao gần về phía chân trời.

Trong trường hợp này, ánh sáng phải vượt qua độ dày không khí ngày càng tăng và một phần của sóng bị mất. Đầu tiên màu tím biến mất, sau đó màu xanh lam, lục lam. Những con sóng đỏ dài nhất tiếp tục xuyên qua bề mặt Trái đất đến lần cuối cùng, và do đó, đĩa mặt trời và quầng sáng xung quanh nó cho đến những khoảnh khắc cuối cùng có màu đỏ.

Có gì thay đổi vào buổi tối?

Càng gần hoàng hôn, Mặt trời càng đổ về phía chân trời, càng xuống thấp, buổi tối càng đến nhanh. Vào những thời điểm như vậy, lớp khí quyển ngăn cách ánh sáng mặt trời ban đầu với bề mặt trái đất bắt đầu tăng mạnh do góc nghiêng. Tại một số điểm, lớp dày đặc không còn truyền các sóng ánh sáng khác ngoài màu đỏ, và tại thời điểm đó, bầu trời chuyển màu này. Màu xanh không còn nữa, nó bị hấp thụ khi đi qua bầu khí quyển.

Sự thật thú vị: vào lúc hoàng hôn, mặt trời và bầu trời xuyên qua một loạt các sắc thái - khi một hoặc một trong số chúng ngừng đi qua bầu khí quyển. Điều tương tự có thể được quan sát tại thời điểm mặt trời mọc, nguyên nhân của cả hai hiện tượng là như nhau.

Điều gì xảy ra khi mặt trời mọc?

Khi mặt trời mọc, các tia mặt trời trải qua quá trình tương tự, nhưng theo thứ tự ngược lại. Đó là, đầu tiên các tia đầu tiên xuyên qua bầu khí quyển ở một góc mạnh, chỉ có phổ màu đỏ chạm tới bề mặt. Do đó, mặt trời mọc ban đầu lấp lánh màu đỏ. Sau đó, khi mặt trời mọc và góc thay đổi, sóng của các màu khác bắt đầu đi qua - bầu trời chuyển sang màu cam, và sau đó nó trở thành màu xanh theo thói quen. Một nửa ngày xanh thẳm của bầu trời được quan sát, và sau đó, vào buổi tối, nó lại bắt đầu chuyển sang màu tía. Ở một bên của bầu trời, cách xa mặt trời, có thể quan sát thấy một màu xanh đen, nhưng càng gần mặt trời lặn, càng có nhiều màu đỏ gần chân trời cho đến khi mặt trời biến mất hoàn toàn.

Hiện tượng màu sắc như vậy được quan sát ở khắp mọi nơi. Mặt trời trở nên đỏ, cũng như các khu vực của bầu trời gần với nó, cả ở xích đạo và hai cực. Hiện tượng này có thể được nhìn thấy trên khắp hành tinh. Đôi khi hoàng hôn hoặc bình minh có tông màu đỏ bão hòa hơn, điều này là do trạng thái của khí quyển, sự hiện diện của aerosol hoặc huyền phù trong đó. Trong các trường hợp khác, màu sắc không quá rõ rệt, ôn hòa hơn. Có những dấu hiệu dân gian cho phép bạn xác định thời tiết vào ngày hôm sau bởi sắc thái của hoàng hôn - mọi người đã học cách phân tích màu sắc và dự đoán trạng thái của bầu khí quyển từ chúng với độ chính xác cao hơn hoặc thấp hơn.

Do đó, màu đỏ của hoàng hôn là do ở một góc lớn xuyên qua bầu khí quyển, chỉ có màu đỏ của quang phổ mặt trời xuyên qua, có bước sóng dài nhất. Màu đỏ của bình minh được liên kết với cùng một yếu tố.Phần còn lại của ngày, bầu trời có màu xanh, vì bóng râm này có thể nhấn chìm quang phổ khác, có khả năng tán xạ lớn nhất.