Чому небо блакитне? Тому, що у землі є атмосфера
Розбираємо сонячне світло
Сонячне світло, що здається нам білим, неоднорідний. Він складається із суміші електромагнітних хвиль. Деякі з них мають частоту коливання, яку здатна сприймати сітківка людського ока. Про такі хвилях кажуть, що вони відносяться до оптичного діапазону. Всі хвилі випромінювання мають різну довжину. Найменшу - фіолетовий колір (380 нанометрів), найбільшу - червоний (720 нанометрів). Якщо все хвилі випромінювання, розкладені на спектр, знову зібрати воєдино - знову вийде білий світ. Але чому небо блакитне над нашими головами, а не біле?
Хвиля за хвилею
Повітря, яке ми дихаємо, також здається нам прозорим. Якби це справді було так, ніякого повітря б не було, і небо над нами було б постійно чорним, з яскравими немигаючими зірками. Таку картину бачили астронавти на Місяці, у якої відсутня атмосфера. А на Землі, де небо блакитне, повітря складається з молекул, які мають цікавою здатністю: під впливом електромагнітної хвилі певної довжини вони самі починають випромінювати такі ж хвилі. Ось тільки довжина у них дещо інша.
Яке небо блакитне!
Коли білий сонячне світло проходить через молекули повітря, він як би фільтрується по спектру. Хвилі з меншою частотою коливання (червоний, оранжевий, жовтий, зелений) молекули не порушують. Це відбувається, коли спектр випромінювання доходить до глибокого блакитного і синього відтінків. Відбувається фізичне явище розсіювання світла в повітрі, причому саме з тією частотою коливання, яка сприймається сітківкою ока як насичений блакитний колір. Тоді чому небо блакитне, а не фіолетове, адже частота коливання цієї хвилі ще вище? Справа в тому, що, по-перше, частка фіолетового кольору в спектрі мала, а по-друге, він розсіюється вже у верхніх шарах атмосфери. Його можна розглядати з кабіни космічного корабля під час суборбітального польоту або при виході на орбіту.
Від світанку до заходу
Вельми важливе питання, на який обов'язково треба відповісти: "Чому небо блакитне вдень до цього було червоно-жовтим на сході й знову стане таким же на заході?" Відповідь проста: на розсіювання сонячних променів в атмосфері впливає її товщина. Коли Сонце в зеніті, промені від нього до поверхні Землі проходять по найкоротшому шляху. Коли ж Сонце тільки показується з-за обрію рано вранці або хилиться до заходу пізно ввечері, його промені йдуть до наземного спостерігачеві по дотичній. Шлях до сітківці ока стає набагато довше, і на цьому шляху сонячне світло "фільтрується" шаром атмосфери до червоного і жовтого тонів. У нього і забарвлюється звичне блакитне небо. Якщо схід або захід спостерігається на морському чи океанському узбережжі, він може бути переважно помаранчевим - через повітря, насиченого частинками солі, також беруть участь у розсіюванні.
А як на інших небесних тілах?
Але чому небо блакитне, тобто таке ж, як і на Землі, не може бути, наприклад, на Марсі чи Титані? Ясно, що колір неба від складу атмосфери не залежить. І тут відповідь проста. Тонка марсіанська атмосфера практично постійно забруднена піднятою з поверхні пилом оксиду заліза, яка переважно і розсіює сонячне світло, залишаючи лише відтінки червоного і оранжевого. А колір атмосфери найбільшого супутника Сатурна пояснюється наявністю в ній "смогу" з вуглеводнів. До того ж товста атмосфера більшу частину скупого світла Сонця попросту не пропускає вниз, і на поверхні Титану панують помаранчеві сутінки.
