Si el cielo es azul. Entonces ¿por qué el cielo es azul? ¿Por qué el cielo es azul?

Cuando el viento arroja una capa blanca y transparente sobre el hermoso cielo azul, la gente comienza a mirar hacia arriba cada vez con más frecuencia. Si al mismo tiempo también se pone un gran abrigo de piel gris con hilos de plata lluvia, luego quienes los rodean se esconden bajo paraguas. Si el traje es de color violeta oscuro, entonces todos están sentados en casa y quieren ver el cielo azul soleado.

Y sólo cuando aparece el tan esperado cielo azul y soleado, que se viste con un deslumbrante vestido azul decorado con rayos dorados del sol, la gente se alegra y, sonriendo, sale de casa esperando el buen tiempo.

La pregunta de por qué el cielo es azul ha preocupado a la mente humana desde tiempos inmemoriales. Las leyendas griegas han encontrado su respuesta. Afirmaron que este tono se lo daba el cristal de roca más puro.

Durante la época de Leonardo da Vinci y Goethe, también buscaron una respuesta a la pregunta de por qué el cielo es azul. Creían que el color azul del cielo se obtenía mezclando la luz con la oscuridad. Pero más tarde esta teoría fue refutada por insostenible, ya que resultó que al combinar estos colores, solo se pueden obtener tonos del espectro de grises, pero no color.

Después de un tiempo, Marriott, Bouguer y Euler intentaron explicar la respuesta a la pregunta de por qué el cielo es azul en el siglo XVIII. Creían que éste era el color natural de las partículas que formaban el aire. Esta teoría fue popular incluso a principios del siglo siguiente, especialmente cuando se descubrió que el oxígeno líquido es azul y el ozono líquido es azul.

Saussure fue el primero en tener una idea más o menos sensata, quien sugirió que si el aire fuera completamente puro, sin impurezas, el cielo resultaría negro. Pero como la atmósfera contiene varios elementos (por ejemplo, vapor o gotas de agua), estos, al reflejar el color, le dan al cielo el tono deseado.

Después de esto, los científicos comenzaron a acercarse cada vez más a la verdad. Arago descubrió la polarización, una de las características de la luz dispersa que rebota en el cielo. La física definitivamente ayudó al científico en este descubrimiento. Posteriormente, otros investigadores empezaron a buscar la respuesta. Al mismo tiempo, la pregunta de por qué el cielo es azul fue tan interesante para los científicos que para descubrirlo se llevaron a cabo una gran cantidad de experimentos diferentes, lo que llevó a la idea de que la razón principal de la aparición del color azul es que los rayos de nuestro Sol simplemente están dispersos en la atmósfera.

Explicación

El primero en crear una respuesta matemática para la dispersión de la luz molecular fue el investigador británico Rayleigh. Planteó la hipótesis de que la luz se dispersa no debido a las impurezas de la atmósfera, sino a las propias moléculas de aire.

Su teoría fue desarrollada y ésta es la conclusión a la que llegaron los científicos. Los rayos del sol llegan a la Tierra a través de su atmósfera (una gruesa capa de aire), la llamada envoltura de aire del planeta. El cielo oscuro está completamente lleno de aire que, a pesar de ser completamente transparente, no está vacío, sino que está formado por moléculas de gas: nitrógeno (78%) y oxígeno (21%), así como gotas de agua, vapor, cristales de hielo

y pequeños trozos de material sólido (por ejemplo, partículas de polvo, hollín, cenizas, sal del océano, etc.).

Algunos rayos logran pasar libremente entre las moléculas de gas, evitándolas por completo, y por lo tanto llegan a la superficie de nuestro planeta sin cambios, pero la mayoría de los rayos chocan con las moléculas de gas, que se excitan, reciben energía y liberan rayos multicolores en diferentes direcciones, completamente coloreando el cielo, lo que nos hace ver cielos azules soleados.

La luz blanca en sí está compuesta por todos los colores del arco iris, que a menudo se pueden ver cuando se descompone en sus partes componentes.

Sucede que las moléculas de aire son las que más dispersan los colores azul y violeta, ya que son la parte más corta del espectro porque tienen la longitud de onda más corta. Cuando los colores azul y violeta se mezclan en la atmósfera con una pequeña cantidad de rojo, amarillo y verde, el cielo comienza a “brillar” en azul. aumenta significativamente, los colores azul y violeta se encuentran dispersos en la atmósfera y no llegan en absoluto a la superficie de nuestro planeta. Las ondas de color amarillo-rojo que observamos en el cielo durante este período de tiempo llegan con éxito.

Por la noche, cuando los rayos del sol no pueden llegar a un determinado lado del planeta, la atmósfera allí se vuelve transparente y vemos un espacio "negro". Así es exactamente como lo ven los astronautas sobre la atmósfera. Vale la pena señalar que los astronautas tuvieron suerte, porque cuando se encuentran a más de 15 km sobre la superficie de la tierra, durante el día pueden observar simultáneamente el Sol y las estrellas.

Color del cielo en otros planetas.

Dado que el color del cielo depende en gran medida de la atmósfera, no es sorprendente que sea de diferentes colores en diferentes planetas. Es interesante que la atmósfera de Saturno sea del mismo color que la de nuestro planeta.

El cielo de Urano es de un color aguamarina muy bonito. Su atmósfera se compone principalmente de helio e hidrógeno. También contiene metano, que absorbe completamente el rojo y dispersa los colores verde y azul. Los cielos de Neptuno son azules: en la atmósfera de este planeta no hay tanto helio e hidrógeno como el nuestro, pero sí mucho metano, que neutraliza la luz roja.

La atmósfera en la Luna, el satélite de la Tierra, así como en Mercurio y Plutón, está completamente ausente, por lo que los rayos de luz no se reflejan, por lo que el cielo aquí es negro y las estrellas se distinguen fácilmente. azul y colores verdes Los rayos del sol son completamente absorbidos por la atmósfera de Venus y cuando el Sol está cerca del horizonte, el cielo se vuelve amarillo.

"Papá, mamá, ¿por qué el cielo es azul?" – cuantas veces los padres y más generación anterior se avergonzaron cuando escucharon una pregunta similar de un niño pequeño.

Parece que la gente con educación superior Lo saben casi todo, pero ese interés a menudo desconcierta a los niños. Quizás el físico encuentre fácilmente una explicación que satisfaga al bebé.

Sin embargo, los padres “promedio” no saben qué responder a sus hijos. Debe averiguar qué explicación es adecuada para niños y cuál para un adulto.

Para comprender el azul del cielo, debes recordar el curso de física de tu escuela. Los colores difieren en su capacidad para dispersarse (debido a la longitud de onda) en la envoltura de gas que rodea la Tierra. Por tanto, el color rojo tiene poca potencia, por lo que se utiliza, por ejemplo, como iluminación exterior a bordo de aviones.

Por lo tanto, aquellos colores que tienen una mayor capacidad de dispersarse en el aire se utilizan activamente para camuflar cualquier objeto de los enemigos aéreos y terrestres. Normalmente estas son las partes azul y violeta del espectro.

Veamos la dispersión usando el ejemplo de una puesta de sol. Dado que el color rojo tiene una baja capacidad de dispersión, la salida del sol va acompañada de destellos carmesí, escarlata y otros tonos de rojo. ¿Con qué está conectado esto? Veámoslo en orden.

Discutamos más. El “compartimento” azul y azul del espectro se encuentra entre los colores verde y violeta. Todos estos tonos se caracterizan por una alta capacidad de dispersión. Y la dispersión máxima de un determinado tono en un entorno específico lo colorea en este color.

Ahora debemos explicar el siguiente hecho: si el tono violeta se difunde mejor en el aire, ¿por qué el cielo es azul y, por ejemplo, no violeta? Este fenómeno se explica por el hecho de que los órganos visuales humanos, con igual brillo, “prefieren” los tonos azules a los violetas o verdes.

¿Quién pinta el cielo?

Cómo responder a un niño que mira a sus padres con entusiasmo y espera una respuesta comprensible y bastante clara. El hecho de que un padre evite la pregunta puede ofender al niño o desengañarlo de la “omnipotencia” de mamá o papá. ¿Cuáles son las posibles explicaciones?

Respuesta número 1. Como en un espejo.

Es extremadamente difícil hablarle a un niño de 2 o 3 años sobre espectros, longitudes de onda y otros conocimientos físicos. Pero no hay necesidad de ignorarlo; es mejor dar la explicación más sencilla posible, satisfaciendo la curiosidad natural inherente a un niño pequeño.

Hay muchas masas de agua en nuestra Tierra: hay ríos, lagos y mares (le mostramos un mapa al niño). Cuando afuera hace sol, el agua se refleja en el cielo, como en un espejo. Por eso el cielo es tan azul como el agua del lago. Puede mostrarle a su hijo un objeto azul en el espejo.

Para niños edad temprana tal explicación puede considerarse suficiente.

Respuesta número 2. Salpicaduras en el colador.

A un niño mayor se le puede dar una explicación más realista. Dile que el rayo del sol tiene siete tonalidades: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, índigo y violeta. En este momento, muestra el dibujo de un arco iris.

Todos los rayos llegan a la Tierra a través de una densa capa de aire, como a través de un tamiz mágico. Cada rayo comienza a salpicar sus partes componentes, pero el color azul permanece porque es el más persistente.

Respuesta número 3. El cielo es celofán.

El aire cerca de nosotros parece transparente, como una fina bolsa de plástico, pero color verdadero- azul. Esto se nota especialmente si miras al cielo. Invite al niño a levantar la cabeza y explíquele que como la capa de aire es muy densa, adquiere un tinte azulado.

Para mayor efecto, toma una bolsa de plástico y dóblala varias veces, invitando a tu hijo a ver cómo cambia de color y grado de transparencia.

Respuesta número 4. El aire son partículas pequeñas.

Para niños edad preescolar La siguiente explicación es adecuada: las masas de aire son una "mezcla" de varias partículas en movimiento (gas, polvo, escombros, vapor de agua). Son tan pequeños que las personas con equipo especial (microscopios) pueden verlos.

Los rayos del sol incluyen siete tonos. Al atravesar masas de aire, el rayo choca con pequeñas partículas, provocando la desintegración de todos los colores. Dado que el tinte azul es el más persistente, esto es lo que distinguimos en el cielo.

Respuesta número 5. Rayos cortos.

El sol nos calienta con sus rayos y nos parecen amarillos, como en los dibujos infantiles. Sin embargo, cada rayo en realidad se parece a un arco iris brillante. Pero el aire que nos rodea incluye muchas partículas invisibles a la vista.

Cuando un cuerpo celeste envía rayos a la Tierra, no todos llegan a su destino. Algunos de los rayos (que son azules) son muy cortos y no tienen tiempo de impactar la Tierra, por lo que se disuelven en el aire y se vuelven más ligeros. El cielo es el mismo aire, sólo que situado muy alto.

Por eso, cuando un niño levanta la cabeza, ve los rayos del sol disueltos en el aire. Por eso el cielo se vuelve azul.

Es muy importante que los niños reciban una explicación rápida, pero no siempre es posible recordar o encontrar una respuesta sencilla y fácil de entender. Evitar una conversación, por supuesto, no es lo mejor. mejor opción Sin embargo, es mejor estar preparado.

Intenta explicarle a tu hijo que se lo dirás, pero lo harás un poco más tarde. Asegúrate de indicar la hora exacta, de lo contrario el bebé pensará que lo estás engañando. Puedes hacer lo siguiente:

1. Recuerde los planetarios, donde los expertos explican de manera muy cautivadora la historia de la aparición de la Tierra y hablan sobre el cielo estrellado. A tu pequeño definitivamente le encantará esta fascinante historia. E incluso si el guía no explica de dónde viene el cielo azul, aprenderá muchas cosas nuevas e inusuales.
2. Si no es posible ir al planetario o la pregunta queda sin respuesta, tendrás tiempo de buscar en cualquier fuente, por ejemplo, en Internet. Simplemente elige una explicación según la edad y el nivel. desarrollo intelectual niños. Y no olvides agradecerle a tu hijo, porque él es quien te ayuda a desarrollarte.

¿Por qué el cielo es azul? Preguntas similares preocupan a muchos niños pequeños que están conociendo el mundo que les rodea. Es bueno que el propio padre sepa de dónde viene el azul sobre su cabeza. Nuestras opciones de respuesta ayudarán con esto.

Antes de contar tu versión, invita a tu hijo a pensar y a tener su propia idea.

De esta sencilla forma podrás criar a un pequeño curioso que siempre se esfuerza por encontrar una explicación a cada hecho que le preocupa.

Todo el mundo sabe desde hace tiempo lo curiosos que son los niños. A veces hacen preguntas que hacen sonrojar a los adultos. Parece que todo es elemental y sencillo, sin embargo, a muchos padres les resulta difícil dar una respuesta al mismo tiempo. Para evitar meterse en situaciones tan difíciles e incómodas al hablar con un niño, es necesario prepararse minuciosamente para ellas.

Por lo tanto, veremos las preguntas que más se escuchan de los niños y que son de interés para los adultos.

La frase preguntar sobre el tono del cielo pone a muchos padres en una situación bastante incómoda. A los niños les interesa saber por qué el cielo es azul claro, no amarillo, no rojo, porque el espacio es negro. Pero si a nosotros, los adultos, nos resulta difícil responder, significa que nosotros mismos no sabemos realmente la respuesta a esta pregunta y nunca se nos ha ocurrido preguntarla. Y muchos, sin saber la respuesta correcta, cambian de tema.

La luz, que consta de 7 tonos del espectro, suele atravesar la atmósfera. Se produce una colisión de fotones solares con muchas moléculas de gas contenidas en el aire. Esto conduce a un fenómeno llamado dispersión. El punto más interesante se refiere al número de partículas que emiten radiación azul de onda corta. Hay 8 veces más. Resulta que en el camino a la Tierra el tono de los rayos del sol cambia de blanco a azul claro. ¿Cómo explicarle todo esto a un niño? Pero el niño aún es muy pequeño, ¿por qué hablarle de fotones de rayos solares que chocan con moléculas de gas?

Respuesta corta en conversación para niños.

El aire que nos rodea contiene partículas diminutas y en constante movimiento: gases, partículas de polvo, motas, vapor de agua. Son tan pequeños que sólo se pueden ver con un microscopio, pero luz del sol Es una armonía de siete tonos. El rayo que atraviesa el aire tiene que chocar con pequeñas partículas. Y esto lleva al hecho de que las sombras que contiene están separadas. Y como hay más azul claro en el espectro de colores, eso es todo lo que vemos. O simplemente puede responder brevemente que los rayos del sol tiñen el aire de un tono azul claro.

Respuesta en broma (original)

Todo el mundo piensa que el aire es transparente, pero es de un tono azul claro. Estamos muy, muy lejos del sol. Mirando hacia arriba, sólo podemos ver una gruesa capa de aire. Es tan puro que parece azul claro. También es posible responder en broma que es azul claro, porque en el juego de quién es más rápido siempre gana el tono azul claro.

Respuesta divertida para adultos.

¿Por qué el cielo es azul? - ¡Esta es toda mi familia, la gente azul siempre tiene esto!

Presentación en vídeo para niños.

¿Por qué el mar es azul, la hierba verde y el atardecer rojo?

Mar

El tono del agua del mar depende de la profundidad de la penetración de los rayos. El mar tiene buenas capacidades para absorber y dispersar los rayos. Pero el tinte amarillo del rayo se absorbe mucho más rápido, incluso no en profundidad. Y la absorción del tinte azul del rayo es muy lenta, incluso a grandes profundidades. Por eso nos parece que el agua del mar es azul. El tono del mar puede ser transparente, azul o verde.

Césped

La hoja verde absorbe dióxido de carbono en las células y libera oxígeno al aire. Él necesita esto desesperadamente. ¿Pero qué tiene que ver esto? El sol es la principal fuente de vida. Los rayos del sol caen sobre las hojas. Sus células contienen una sustancia verde: la clorofila. Las hojas y la hierba viven bien gracias a su contenido de clorofila, que produce nutrientes esenciales.

Conocemos bien las sustancias producidas por la clorofila en forma de azúcar, almidón y proteínas. Se encuentran tanto en las células de plantas, animales como en las células del cuerpo humano. Y la producción de estas sustancias útiles se produce a partir del dióxido de carbono. La hoja verde es una fábrica asombrosa. Si los rayos del sol tocaron una hoja, entonces podemos hablar de su maravillosa vida. Si no hay luz solar, entonces no hay fábrica.

Atardecer

Probablemente te hayas preguntado muchas veces por el color del cielo al atardecer. Quizás mucha gente esté interesada en saber por qué el cielo al atardecer a veces es escarlata y a veces rojo. ¿Con qué está conectado esto?

Esto se debe a que el rojo es la longitud de onda de luz más larga. Puede atravesar una gruesa capa de aire. Pero, ¿por qué sólo se ve azul claro cuando hace buen tiempo?

Y esto también se explica de forma bastante sencilla. Cuando el tiempo está nublado, la mayoría de los rayos del sol simplemente no llegan a la superficie de la tierra. Y lo que aún puede abrirse paso comienza a refractar gotas de agua suspendidas en el aire. La onda de luz está distorsionada. Si el color del cielo es gris, entonces se trata del mismo proceso, pero con nubes más grandes. Entonces examinamos la cuestión del azul del cielo y el rojo del atardecer. Estas cuestiones se pueden estudiar con más detalle familiarizándose con las leyes objetivas de la física.

¿Por qué los cielos son azules desde el punto de vista de la ciencia: física, química?

Nuestro planeta está rodeado de aire, que forma la atmósfera. El aire atmosférico contiene grandes cantidades de oxígeno, dióxido de carbono, nitrógeno, vapor de agua y partículas microscópicas de polvo que se mueven constantemente.

La luz del sol logra penetrar las capas de aire atmosférico. Los gases contenidos en el aire funcionan en descomposición. luz blanca en 7 componentes, espectros. Estos son todos los colores del arcoíris y por eso nos parece que el cielo es celeste. La Luna no tiene atmósfera y parece negra. Los astronautas que entran en órbita en naves espaciales pueden ver un hermoso cielo de terciopelo negro con estrellas y planetas brillantes.

Wikipedia sobre el color azul del cielo.

Wikipedia informa que el cielo sólo aparece de color azul claro. En realidad, todos los demás colores de rayos, además del azul claro, el índigo y el violeta, están dispersos por el cielo. Todos ellos juntos nos parecen de color azul claro.

¿Por qué es azul claro?

La luz del sol tiene 7 colores en su espectro que están conectados entre sí: rojo, naranja, amarillo, azul claro, índigo y violeta. Puedes mirar las imágenes y recordar el arcoíris. Cada rayo necesita atravesar una gruesa capa de aire. Y en este momento las sombras salpican. El azul claro nos resulta más visible que otros, ya que es muy persistente.

¿Qué dice la Biblia: qué hace que el cielo sea azul?

El cielo es azul claro porque el Todopoderoso quiso crearlo así.

Expresión sobre el cielo azul traducida al inglés.

De un cielo azul claro, cielo azul claro.

Los científicos han encontrado cielos azules en Plutón y rastros de lagos en Marte

Los científicos han descubierto partículas orgánicas en la atmósfera de Plutón llamadas tolinas. Ellos mismos son grises o rojos. Cuando reflejan la luz del sol, la atmósfera de este planeta aparece de color azul claro. Además, aquí se descubrieron varias pequeñas zonas cubiertas de hielo.

Otro descubrimiento tiene relación con el planeta Marte. Los científicos demuestran que en el pasado lejano, durante muchos años, la superficie de este planeta estuvo cubierta de lagos. Poco antes de esto, hubo algunas pruebas de la existencia de agua salada en Marte. Es el flujo de agua salada lo que muchos científicos creen que es el responsable de que la superficie del planeta tenga franjas oscuras. Aparecen en el momento en que la temperatura en un planeta determinado supera los 23 grados. Desaparecen cuando llega el frío.

En un día claro y soleado, el cielo sobre nosotros se ve de un azul brillante. Por la tarde, la puesta de sol tiñe el cielo de rojo, rosa y naranja. ¿Por qué el cielo es azul?¿Qué hace que una puesta de sol sea roja?

Para responder a estas preguntas, es necesario saber qué es la luz y de qué está hecha la atmósfera terrestre.

Atmósfera

La atmósfera es una mezcla de gases y otras partículas que rodean la tierra. La atmósfera se compone principalmente de gases nitrógeno (78%) y oxígeno (21%). El gas argón y el agua (en forma de vapor, gotas y cristales de hielo) son los siguientes en frecuencia en la atmósfera, su concentración no supera el 0,93% y el 0,001%, respectivamente. La atmósfera de la Tierra también contiene pequeñas cantidades de otros gases, así como pequeñas partículas de polvo, hollín, cenizas, polen y sal que ingresan a la atmósfera desde los océanos.

La composición de la atmósfera varía dentro de pequeños límites dependiendo de la ubicación, el clima, etc. La concentración de agua en la atmósfera aumenta durante las fuertes tormentas, así como cerca del océano. Los volcanes son capaces de arrojar enormes cantidades de ceniza a la atmósfera. La contaminación provocada por el hombre también puede añadir diversos gases o polvo y hollín a la composición normal de la atmósfera.

La densidad de la atmósfera en altitudes bajas cerca de la superficie de la Tierra es mayor; a medida que aumenta la altitud, disminuye gradualmente. No existe un límite claramente definido entre la atmósfera y el espacio.

Ondas de luz

La luz es un tipo de energía que se transporta mediante ondas. Además de la luz, las ondas transportan otros tipos de energía, por ejemplo, una onda sonora es una vibración del aire. Una onda de luz es una oscilación de campos eléctricos y magnéticos, este rango se llama espectro electromagnético.

Las ondas electromagnéticas viajan a través del espacio sin aire a una velocidad de 299,792 km/s. La velocidad a la que se propagan estas ondas se llama velocidad de la luz.

La energía de la radiación depende de la longitud de onda y su frecuencia. La longitud de onda es la distancia entre los dos picos (o valles) más cercanos de la onda. La frecuencia de una onda es el número de veces que oscila una onda por segundo. Cuanto más larga es la onda, menor es su frecuencia y menos energía transporta.

Colores claros visibles

La luz visible es la parte del espectro electromagnético que nuestros ojos pueden ver. La luz emitida por el Sol o una lámpara incandescente puede tener blanco, pero en realidad es una mezcla de diferentes colores. Puedes ver los diferentes colores del espectro de luz visible descomponiéndolo en sus componentes mediante un prisma. Este espectro también se puede observar en el cielo en forma de arco iris, resultante de la refracción de la luz del Sol en gotas de agua, actuando como un prisma gigante.

Los colores del espectro se mezclan y se transforman continuamente unos en otros. En un extremo el espectro tiene colores rojos o naranjas. Estos colores pasan suavemente al amarillo, verde, azul, índigo y violeta. Los colores tienen diferentes longitudes de onda, diferentes frecuencias y difieren en energías.

Propagación de la luz en el aire.

La luz viaja por el espacio en línea recta siempre que no haya obstáculos en su camino. Cuando una onda de luz ingresa a la atmósfera, la luz continúa viajando en línea recta hasta que moléculas de polvo o gas se interponen en su camino. En este caso, lo que le ocurra a la luz dependerá de su longitud de onda y del tamaño de las partículas que se encuentren en su camino.

Las partículas de polvo y las gotas de agua son mucho más grandes que la longitud de onda de la luz visible. La luz se refleja en diferentes direcciones cuando incide sobre estas grandes partículas. Varios colores La luz visible es igualmente reflejada por estas partículas. La luz reflejada parece blanca porque todavía contiene los mismos colores que estaban presentes antes de ser reflejada.

Las moléculas de gas son más pequeñas que la longitud de onda de la luz visible. Si una onda de luz choca con ellos, el resultado de la colisión puede ser diferente. Cuando la luz choca con una molécula de cualquier gas, parte de ella es absorbida. Un poco más tarde, la molécula comienza a emitir luz en diferentes direcciones. El color de la luz emitida es el mismo color que fue absorbida. Pero los colores de diferentes longitudes de onda se absorben de manera diferente. Se pueden absorber todos los colores, pero las frecuencias más altas (azul) se absorben con mucha más fuerza que las frecuencias más bajas (rojo). Este proceso se llama dispersión de Rayleigh, en honor al físico británico John Rayleigh, quien descubrió este fenómeno de dispersión en la década de 1870.

¿Por qué el cielo es azul?

El cielo es azul debido a la dispersión de Rayleigh. A medida que la luz viaja a través de la atmósfera, la mayoría de las longitudes de onda largas del espectro óptico pasan sin cambios. Sólo una pequeña cantidad de rojo, naranja y flores amarillas interactúa con el aire.

Sin embargo, las moléculas de gas absorben muchas longitudes de onda de luz más cortas. Una vez absorbido, el color azul se emite en todas direcciones. Está esparcido por todas partes en el cielo. No importa en qué dirección mires, parte de esta luz azul dispersa llega al observador. Dado que la luz azul es visible en todas partes del cielo, el cielo parece azul.

Si miras hacia el horizonte, el cielo tendrá una tonalidad más pálida. Este es el resultado de que la luz viaja una distancia mayor a través de la atmósfera para llegar al observador. La luz dispersada es nuevamente dispersada por la atmósfera y llega menos luz azul a los ojos del observador. Por lo tanto, el color del cielo cerca del horizonte aparece más pálido o incluso parece completamente blanco.

Cielo negro y sol blanco.

Desde la Tierra, el Sol aparece amarillo. Si estuviéramos en el espacio o en la Luna, el Sol nos parecería blanco. No hay atmósfera en el espacio que disperse la luz del sol. En la Tierra, algunas de las longitudes de onda cortas de la luz solar (azul y violeta) se absorben mediante dispersión. El resto del espectro aparece amarillo.

Además, en el espacio, el cielo aparece oscuro o negro en lugar de azul. Esto es el resultado de la ausencia de atmósfera, por lo que la luz no se dispersa de ninguna manera.

¿Por qué el atardecer es rojo?

Cuando el Sol se pone, la luz solar tiene que viajar una distancia mayor en la atmósfera para llegar al observador, por lo que la atmósfera refleja y dispersa más luz solar. Como llega menos luz directa al observador, el Sol parece menos brillante. El color del Sol también parece diferente, desde el naranja hasta el rojo. Esto sucede porque se dispersan aún más colores de longitud de onda corta, azul y verde. Sólo quedan los componentes de onda larga del espectro óptico, que llegan a los ojos del observador.

El cielo alrededor del sol poniente puede tener diferentes colores. El cielo es más hermoso cuando el aire contiene muchas partículas pequeñas de polvo o agua. Estas partículas reflejan la luz en todas direcciones. En este caso, se dispersan ondas de luz más cortas. El observador ve rayos de luz de longitudes de onda más largas, por lo que el cielo aparece rojo, rosa o naranja.

Más sobre la atmósfera

¿Qué es la atmósfera?

La atmósfera es una mezcla de gases y otras sustancias que rodean la Tierra en forma de una capa delgada y mayoritariamente transparente. La atmósfera se mantiene en su lugar gracias a la gravedad de la Tierra. Los principales componentes de la atmósfera son nitrógeno (78,09%), oxígeno (20,95%), argón (0,93%) y dióxido de carbono (0,03%). La atmósfera también contiene pequeñas cantidades de agua (en diferentes lugares su concentración oscila entre el 0% y el 4%), partículas sólidas, gases neón, helio, metano, hidrógeno, criptón, ozono y xenón. La ciencia que estudia la atmósfera se llama meteorología.

La vida en la Tierra no sería posible sin la presencia de una atmósfera que proporcione el oxígeno que necesitamos para respirar. Además, la atmósfera cumple otra función importante: iguala la temperatura en todo el planeta. Si no hubiera atmósfera, en algunos lugares del planeta podría haber un calor sofocante, y en otros lugares un frío extremo, el rango de temperatura podría oscilar entre -170°C por la noche y +120°C durante el día. La atmósfera también nos protege de la radiación dañina del Sol y del espacio, absorbiéndola y dispersándola.

De la cantidad total de energía solar que llega a la Tierra, aproximadamente el 30% es reflejada por las nubes y la superficie terrestre de regreso al espacio. La atmósfera absorbe aproximadamente el 19% de la radiación solar y sólo el 51% es absorbido por la superficie de la Tierra.

El aire tiene peso, aunque no somos conscientes de ello y no sentimos la presión de la columna de aire. Al nivel del mar, esta presión es de una atmósfera, o 760 mmHg (1013 milibares o 101,3 kPa). A medida que aumenta la altitud, la presión atmosférica disminuye rápidamente. La presión cae 10 veces con cada 16 km de aumento de altitud. Esto significa que a una presión de 1 atmósfera al nivel del mar, a una altitud de 16 km la presión será de 0,1 atm, y a una altitud de 32 km, 0,01 atm.

La densidad de la atmósfera en sus capas más bajas es de 1,2 kg/m3. Cada centímetro cúbico de aire contiene aproximadamente 2,7 * 10 19 moléculas. A nivel del suelo, cada molécula se mueve a unos 1.600 km/h, chocando con otras moléculas 5 mil millones de veces por segundo.

La densidad del aire también disminuye rápidamente al aumentar la altitud. A una altitud de 3 km, la densidad del aire disminuye en un 30%. Las personas que viven cerca del nivel del mar experimentan problemas respiratorios temporales cuando se elevan a esa altura. La altitud más alta a la que vive la gente permanentemente es de 4 km.

La estructura de la atmósfera.

La atmósfera está formada por diferentes capas, la división en estas capas se produce según su temperatura, composición molecular y propiedades eléctricas. Estas capas no tienen límites claramente definidos; cambian estacionalmente y, además, sus parámetros cambian en diferentes latitudes.

División de la atmósfera en capas según su composición molecular.

Homosfera

• Los 100 km inferiores, incluidas la troposfera, la estratosfera y la mesopausa.
• Constituye el 99% de la masa de la atmósfera.
• Las moléculas no están separadas por peso molecular.
• La composición es bastante homogénea, salvo algunas pequeñas anomalías locales. La homogeneidad se mantiene mediante mezcla constante, turbulencia y difusión turbulenta.
• El agua es uno de los dos componentes que se distribuyen de manera desigual. A medida que el vapor de agua asciende, se enfría y se condensa, y luego regresa al suelo en forma de precipitación: nieve y lluvia. La propia estratosfera es muy seca.
• El ozono es otra molécula cuya distribución es desigual. (Lea a continuación sobre la capa de ozono en la estratosfera).

heterosfera

• Se extiende por encima de la homósfera e incluye la Termosfera y la Exosfera.
• La separación de las moléculas en esta capa se basa en sus pesos moleculares. Las moléculas más pesadas, como el nitrógeno y el oxígeno, se concentran en la parte inferior de la capa. Los más ligeros, el helio y el hidrógeno, predominan en la parte superior de la heterosfera.

División de la atmósfera en capas en función de sus propiedades eléctricas.

Atmósfera neutra

• Por debajo de 100 kilómetros.

Ionosfera

• Aproximadamente por encima de los 100 km.
• Contiene partículas cargadas eléctricamente (iones) producidas por la absorción de luz ultravioleta.
• El grado de ionización cambia con la altitud.
• Diferentes capas reflejan ondas de radio largas y cortas. Esto permite que las señales de radio que viajan en línea recta se doblen alrededor de la superficie esférica de la Tierra.
• Las auroras ocurren en estas capas atmosféricas.
• Magnetosfera Es la parte superior de la ionosfera, se extiende hasta aproximadamente 70.000 km de altitud, esta altitud depende de la intensidad del viento solar. La magnetosfera nos protege de las partículas cargadas de alta energía del viento solar manteniéndolas en el campo magnético de la Tierra.

División de la atmósfera en capas según sus temperaturas.

Altura del borde superior troposfera Depende de las estaciones y la latitud. Se extiende desde la superficie terrestre hasta una altitud de aproximadamente 16 km en el ecuador y hasta una altitud de 9 km en los polos norte y sur.

• El prefijo "tropo" significa cambio. Los cambios en los parámetros de la troposfera se deben a las condiciones climáticas, por ejemplo, al movimiento de los frentes atmosféricos.
• A medida que aumenta la altitud, la temperatura desciende. El aire caliente asciende, luego se enfría y vuelve a caer a la Tierra. Este proceso se llama convección y se produce como resultado del movimiento de masas de aire. Los vientos en esta capa soplan predominantemente verticalmente.
• Esta capa contiene más moléculas que todas las demás capas combinadas.

Estratosfera- se extiende desde aproximadamente 11 km hasta 50 km de altitud.

• Tiene una capa muy fina de aire.
• El prefijo "strato" se refiere a capas o división en capas.
• La parte inferior de la estratosfera está bastante tranquila. Los aviones a reacción suelen volar hacia la estratosfera inferior para evitar el mal tiempo en la troposfera.
• En la parte superior de la estratosfera hay fuertes vientos conocidos como corrientes en chorro de gran altitud. Soplan horizontalmente a velocidades de hasta 480 km/h.
• La estratosfera contiene la "capa de ozono", situada a una altitud de aproximadamente 12 a 50 km (dependiendo de la latitud). Aunque la concentración de ozono en esta capa es de sólo 8 ml/m 3, es muy eficaz para absorber los dañinos rayos ultravioleta del sol, protegiendo así la vida en la Tierra. La molécula de ozono consta de tres átomos de oxígeno. Las moléculas de oxígeno que respiramos contienen dos átomos de oxígeno.
• La estratosfera es muy fría, con una temperatura de aproximadamente -55°C en el fondo y que aumenta con la altitud. El aumento de temperatura se debe a la absorción de los rayos ultravioleta por el oxígeno y el ozono.

mesosfera- se extiende a altitudes de aproximadamente 100 km.

• A medida que aumenta la altitud, la temperatura aumenta rápidamente.

termosfera- se extiende a altitudes de aproximadamente 400 km.

• A medida que aumenta la altitud, la temperatura aumenta rápidamente debido a la absorción de radiación ultravioleta de longitud de onda muy corta.
• Los meteoros, o "estrellas fugaces", comienzan a arder a altitudes de aproximadamente 110 a 130 km sobre la superficie de la Tierra.

Exosfera- se extiende cientos de kilómetros más allá de la termosfera y se desplaza gradualmente hacia el espacio exterior.

• La densidad del aire aquí es tan baja que el uso del concepto de temperatura pierde todo significado.
• Cuando las moléculas chocan entre sí, a menudo salen despedidas al espacio.

¿Por qué el color del cielo es azul?

La luz visible es un tipo de energía que puede viajar a través del espacio. La luz del sol o de una lámpara incandescente parece blanca, aunque en realidad es una mezcla de todos los colores. Los colores primarios que componen el blanco son el rojo, naranja, amarillo, verde, azul, índigo y violeta. Estos colores se transforman continuamente unos en otros, por lo que, además de los colores primarios, también hay una gran cantidad de tonos diferentes. Todos estos colores y tonalidades se pueden observar en el cielo en forma de arco iris que aparece en una zona de alta humedad.

El aire que llena todo el cielo es una mezcla de diminutas moléculas de gas y pequeñas partículas sólidas como el polvo.

A medida que la luz del sol pasa por el aire, encuentra moléculas y polvo. Cuando la luz choca con las moléculas de un gas, la luz puede reflejarse en varias direcciones. Algunos colores, como el rojo y el naranja, llegan directamente al observador al pasar directamente por el aire. Pero la mayor parte de la luz azul se refleja en las moléculas de aire en todas direcciones. Esto dispersa la luz azul por todo el cielo y lo hace parecer azul.

Cuando miramos hacia arriba, parte de esta luz azul llega a nuestros ojos desde todo el cielo. Puesto que por todas partes sobre nuestras cabezas podemos ver azul, entonces el cielo se ve azul.

No hay aire en el espacio exterior. Como no hay obstáculos desde los cuales la luz pueda reflejarse, la luz viaja directamente. Los rayos de luz no se dispersan y el “cielo” parece oscuro y negro.

Experimentos con luz

El primer experimento es la descomposición de la luz en un espectro.

Para realizar este experimento necesitarás:

• un espejo pequeño, un trozo de papel o cartón blanco, agua;
• un recipiente grande y poco profundo, como una cubeta o un tazón, o una caja de plástico para helado;
• clima soleado y una ventana que da al lado soleado.

Cómo realizar un experimento:

1. Llene la cubeta o bol 2/3 de su capacidad con agua y colóquelo en el suelo o mesa para que la luz solar directa llegue al agua. La presencia de luz solar directa es obligatoria para una experimentación adecuada.
2. Coloca el espejo bajo el agua para que los rayos del sol caigan sobre él. Sostenga un trozo de papel sobre el espejo para que los rayos del sol reflejados por el espejo caigan sobre el papel, si es necesario, ajuste su posición relativa; Observe el espectro de colores en el papel.

Qué sucede: el agua y el espejo actúan como un prisma, dividiendo la luz en los componentes de color del espectro. Esto sucede porque los rayos de luz, al pasar de un medio (aire) a otro (agua), cambian de velocidad y dirección. Este fenómeno se llama refracción. Los diferentes colores se refractan de manera diferente, los rayos violetas están más inhibidos y cambian de dirección con más fuerza. Los rayos rojos se ralentizan y cambian menos de dirección. La luz se separa en los colores que la componen y podemos ver el espectro.

Segundo experimento: modelar el cielo en un frasco de vidrio.

Materiales necesarios para el experimento:

• vidrio alto transparente o plástico transparente tarro de cristal;
• agua, leche, cucharadita, linterna;
• cuarto oscuro;

Realización del experimento:

1. Llena un vaso o tarro hasta 2/3 de su capacidad con agua, aproximadamente 300-400 ml.
2. Agregue 0,5 a una cucharada de leche al agua, agite la mezcla.
3. Tomando un vaso y una linterna, entra en una habitación oscura.
4. Sostenga una linterna sobre un vaso de agua y dirija el haz de luz hacia la superficie del agua, mire el vaso desde un lado. En este caso, el agua tendrá un tinte azulado. Ahora apunta la linterna hacia el lado del vaso y mira el haz de luz desde el otro lado del vaso, de modo que la luz atraviese el agua. En este caso, el agua tendrá un tinte rojizo. Coloca una linterna debajo del cristal y dirige la luz hacia arriba, mientras miras el agua desde arriba. En este caso, el tinte rojizo del agua parecerá más saturado.

Lo que sucede en este experimento es que pequeñas partículas de leche suspendidas en agua dispersan la luz proveniente de una linterna de la misma manera que las partículas y moléculas en el aire dispersan la luz solar. Cuando se ilumina un vaso desde arriba, el agua aparece azulada debido a que el color azul se dispersa en todas direcciones. Cuando miras directamente la luz a través del agua, la luz de la linterna aparece roja porque algunos de los rayos azules han sido eliminados debido a la dispersión de la luz.

Tercer experimento: mezclar colores

Necesitarás:

• lápiz, tijeras, cartulina blanca o papel Whatman;
• lápices o marcadores de colores, regla;
• una taza o taza grande con un diámetro en la parte superior de 7...10 cm o un calibre.
• vaso de papel.

Cómo realizar un experimento:

1. Si no tienes un calibrador, usa una taza como plantilla para dibujar un círculo en un trozo de cartón y recórtalo. Usando una regla, divide el círculo en 7 sectores aproximadamente iguales.
2. Colorea estos siete sectores con los colores del espectro principal: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, índigo y violeta. Intente pintar el disco de la forma más limpia y uniforme posible.
3. Haz un agujero en el medio del disco y colócalo sobre un lápiz.
4. Haz un agujero en el fondo del vaso de papel, el diámetro del agujero debe ser un poco más grande que el diámetro del lápiz. Voltee el vaso e inserte un lápiz con un disco montado en él para que la mina del lápiz descanse sobre la mesa, ajuste la posición del disco en el lápiz para que el disco no toque el fondo del vaso y quede por encima de él. a una altura de 0,5...1,5 cm.
5. Gira rápidamente el lápiz y mira el disco giratorio, presta atención a su color. Si es necesario, ajuste el disco y el lápiz para que puedan girar fácilmente.

Explicación del fenómeno observado: los colores con los que están pintados los sectores del disco son los componentes principales de los colores de la luz blanca. Cuando el disco gira lo suficientemente rápido, los colores parecen fusionarse y el disco aparece blanco. Intente experimentar con otras combinaciones de colores.

El mundo que nos rodea está lleno de maravillas asombrosas, pero a menudo no les prestamos atención. Al admirar el azul claro del cielo primaveral o los colores brillantes del atardecer, ni siquiera pensamos en por qué el cielo cambia de color a medida que cambia la hora del día.


Estamos acostumbrados al azul brillante en un día soleado y al hecho de que en otoño el cielo se vuelve gris brumoso, perdiendo sus colores brillantes. Pero si le preguntas a una persona moderna por qué sucede esto, es poco probable que la gran mayoría de nosotros, una vez armados con conocimientos escolares de física, podamos responder a esta simple pregunta. Mientras tanto, no hay nada complicado en la explicación.

¿Qué es el color?

Del curso de física escolar debemos saber que las diferencias en la percepción del color de los objetos dependen de la longitud de onda de la luz. Nuestro ojo sólo es capaz de distinguir un rango bastante estrecho de radiación de ondas, siendo las ondas más cortas las azules y las más largas las rojas. Entre estos dos colores primarios se encuentra toda nuestra paleta de percepción del color, expresada por la radiación de ondas en diferentes rangos.

Un rayo de luz blanco en realidad está formado por ondas de todos los colores, lo cual es fácil de ver al pasarlo a través de un prisma de vidrio; probablemente recuerdes esta experiencia escolar. Para recordar la secuencia de cambios en las longitudes de onda, es decir secuencia de colores del espectro de la luz del día, se inventó una frase divertida sobre un cazador, que todos aprendimos en la escuela: Todo cazador quiere saber, etc.


Dado que las ondas de luz roja son las más largas, son menos susceptibles a dispersarse al pasar. Por lo tanto, cuando es necesario resaltar visualmente un objeto, se utiliza predominantemente el color rojo, que es claramente visible desde lejos en cualquier clima.

Por tanto, un semáforo prohibitivo o cualquier otra luz de advertencia de peligro es roja, no verde ni azul.

¿Por qué el cielo se pone rojo al atardecer?

En las horas de la tarde, antes del atardecer, los rayos del sol caen sobre la superficie de la tierra en ángulo, y no directamente. Tienen que superar una capa de atmósfera mucho más espesa que durante el día, cuando la superficie de la tierra está iluminada por los rayos directos del sol.

En este momento, la atmósfera actúa como un filtro de color que dispersa los rayos de casi todo el rango visible, excepto los rojos, los más largos y, por tanto, los más resistentes a las interferencias. Todas las demás ondas de luz son dispersadas o absorbidas por partículas de vapor de agua y polvo presentes en la atmósfera.

Cuanto más bajo está el Sol con respecto al horizonte, más gruesa es la capa de atmósfera que los rayos de luz tienen que superar. Por tanto, su color se desplaza cada vez más hacia la parte roja del espectro. Asociado a este fenómeno signo popular, lo que indica que un atardecer rojo pronostica fuertes vientos al día siguiente.


El viento se origina en capas altas de la atmósfera y a gran distancia del observador. Los rayos oblicuos del sol resaltan la zona emergente de radiación atmosférica, en la que hay mucho más polvo y vapor que en una atmósfera tranquila. Por eso, antes de un día ventoso vemos una puesta de sol especialmente roja y brillante.

¿Por qué el cielo es azul durante el día?

Las diferencias en las longitudes de onda de la luz también explican el azul claro del cielo diurno. Cuando los rayos del sol inciden directamente sobre la superficie de la Tierra, la capa de atmósfera que superan tiene el espesor más pequeño.

La dispersión de las ondas de luz se produce cuando chocan con las moléculas de gases que componen el aire, y en esta situación, el rango de luz de longitud de onda corta resulta ser el más estable, es decir. ondas de luz azul y violeta. En un día hermoso y sin viento, el cielo adquiere una profundidad y un azul sorprendentes. Pero ¿por qué entonces vemos azul y no violeta en el cielo?

El hecho es que las células del ojo humano responsables de la percepción del color perciben el azul mucho mejor que el violeta. Aún así, el violeta está demasiado cerca del límite del rango de percepción.

Por eso vemos el cielo de un azul brillante si no hay componentes dispersos en la atmósfera aparte de las moléculas de aire. Cuando aparece una cantidad suficientemente grande de polvo en la atmósfera, por ejemplo, en un verano caluroso en la ciudad, el cielo parece desvanecerse, perdiendo su azul brillante.

Cielo gris de mal tiempo

Ahora está claro por qué el mal tiempo otoñal y el aguanieve invernal hacen que el cielo se vuelva irremediablemente gris. Gran cantidad El vapor de agua en la atmósfera provoca la dispersión de todos los componentes de un haz de luz blanca, sin excepción. Los rayos de luz se trituran en pequeñas gotas y moléculas de agua, pierden su dirección y se mezclan en todo el espectro.


Por lo tanto, los rayos de luz llegan a la superficie como si pasaran a través de una lámpara de dispersión gigante. Percibimos este fenómeno como el color blanco grisáceo del cielo. Tan pronto como se elimina la humedad de la atmósfera, el cielo vuelve a adquirir un color azul brillante.