|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
DZIECIĘCE LABORATORIUM NAUKOWE
Dlaczego niebo jest niebieskie?. Laboratorium naukowe dla dzieci
Katalog / Laboratorium Naukowe dla Dzieci W pogodny, słoneczny dzień niebo nad nami wygląda na jasnoniebieskie. Wieczorem zachód słońca barwi niebo na czerwono, różowo i pomarańczowo. Dlaczego niebo jest niebieskie? Co sprawia, że zachód słońca jest czerwony? Aby odpowiedzieć na te pytania, musisz wiedzieć, czym jest światło i z czego składa się atmosfera ziemska. Atmosfera Atmosfera to mieszanina gazów i innych cząstek, które otaczają ziemię. Zasadniczo atmosfera składa się z gazowego azotu (78%) i tlenu (21%). Gazowy argon i woda (w postaci pary wodnej, kropelek i kryształków lodu) są następnymi pod względem liczebności w atmosferze, ich stężenia nie przekraczają odpowiednio 0,93% i 0,001%. Atmosfera ziemska zawiera również niewielkie ilości innych gazów, a także najmniejsze cząsteczki pyłu, sadzy, popiołu, pyłków i soli, które dostają się do atmosfery z oceanów. Skład atmosfery zmienia się w niewielkich granicach w zależności od miejsca, pogody itp. Stężenie wody w atmosferze wzrasta podczas ulewnych burz, a także w pobliżu oceanu. Wulkany są w stanie wyrzucać do atmosfery ogromne ilości popiołu. Zanieczyszczenia technogeniczne mogą również dodawać różne gazy lub pyły i sadzę do zwykłego składu atmosfery. Gęstość atmosfery na małych wysokościach w pobliżu powierzchni Ziemi jest najwyższa, wraz ze wzrostem wysokości stopniowo maleje. Nie ma wyraźnej granicy między atmosferą a przestrzenią kosmiczną. fale świetlne Światło jest formą energii przenoszoną przez fale. Oprócz światła fale przenoszą inne rodzaje energii, na przykład fala dźwiękowa jest wibracją powietrza. Fala świetlna to oscylacja pól elektrycznych i magnetycznych, zakres ten nazywany jest widmem elektromagnetycznym. Fale elektromagnetyczne rozchodzą się w przestrzeni pozbawionej powietrza z prędkością 299,792 km/s. Szybkość rozchodzenia się tych fal nazywana jest prędkością światła.
Energia promieniowania zależy od długości fali i jej częstotliwości. Długość fali to odległość między dwoma najbliższymi szczytami (lub dolinami) fali. Częstotliwość fali to liczba oscylacji fali na sekundę. Im dłuższa fala, tym niższa jej częstotliwość i tym mniej energii niesie. Widoczne jasne kolory Światło widzialne to część widma elektromagnetycznego, którą widzą nasze oczy. Światło emitowane przez Słońce lub żarówkę może wydawać się białe, ale w rzeczywistości jest mieszanką różnych kolorów. Możesz zobaczyć różne kolory widzialnego widma światła, rozkładając je na składowe za pomocą pryzmatu. Widmo to można również zaobserwować na niebie w postaci tęczy, która powstaje w wyniku załamania światła słonecznego w kropelkach wody, działających jak jeden gigantyczny pryzmat.
Kolory widma mieszają się, nieustannie przechodząc jeden w drugi. Na jednym końcu spektrum jest czerwony lub pomarańczowy. Kolory te przechodzą w żółty, zielony, niebieski, indygo i fioletowy. Kolory mają różne długości fal, różne częstotliwości i różne energie. Propagacja światła w powietrzu Światło porusza się w przestrzeni po linii prostej, o ile na jego drodze nie ma żadnych przeszkód. Kiedy fala świetlna wchodzi do atmosfery, światło kontynuuje propagację w linii prostej, dopóki cząsteczki pyłu lub gazu nie staną na jej drodze. W tym przypadku to, co stanie się ze światłem, będzie zależeć od jego długości fali i wielkości cząstek na jego drodze. Cząsteczki pyłu i kropelki wody są znacznie większe niż długość fali światła widzialnego. Światło odbija się w różnych kierunkach, gdy zderza się z tymi dużymi cząsteczkami. Cząsteczki te odbijają jednakowo różne kolory światła widzialnego. Odbite światło wydaje się białe, ponieważ nadal zawiera te same kolory, które miało przed odbiciem. Cząsteczki gazu są mniejsze niż długość fali światła widzialnego. Jeśli zderzy się z nimi fala świetlna, wynik zderzenia może być inny. Kiedy światło zderza się z cząsteczką dowolnego gazu, część światła jest absorbowana. Nieco później cząsteczka zaczyna emitować światło w różnych kierunkach. Barwa emitowanego światła jest taka sama jak barwa, która została pochłonięta. Ale kolory o różnych długościach fal są absorbowane w różny sposób. Wszystkie kolory mogą być pochłaniane, ale wyższe częstotliwości (niebieski) są znacznie bardziej pochłaniane niż niższe częstotliwości (czerwony). Proces ten nazywa się rozpraszaniem Rayleigha, nazwany na cześć brytyjskiego fizyka Johna Rayleigha, który odkrył to zjawisko rozpraszania w latach 1870. XIX wieku. Dlaczego niebo jest niebieskie? Niebo jest niebieskie z powodu rozpraszania Rayleigha. Gdy światło przechodzi przez atmosferę, większość długich fal widma optycznego przechodzi przez nią bez zmian. Tylko niewielka część kolorów czerwonego, pomarańczowego i żółtego oddziałuje z powietrzem. Jednak wiele krótszych fal światła jest pochłanianych przez cząsteczki gazu. Po wchłonięciu niebieski kolor jest emitowany we wszystkich kierunkach. Jest rozsiane po całym niebie. Niezależnie od tego, w którą stronę spojrzysz, część tego rozproszonego niebieskiego światła dociera do obserwatora. Ponieważ niebieskie światło jest widoczne wszędzie nad głową, niebo wygląda na niebieskie.
Jeśli spojrzysz w kierunku horyzontu, niebo będzie miało jaśniejszy odcień. Wynika to z faktu, że światło pokonuje większą odległość w atmosferze do obserwatora. Rozproszone światło jest ponownie rozpraszane przez atmosferę, a mniej niebieskiego dociera do oka obserwatora. Dlatego kolor nieba w pobliżu horyzontu wydaje się bledszy, a nawet wydaje się całkowicie biały.
Czarne niebo i białe słońce Z Ziemi Słońce wydaje się żółte. Gdybyśmy byli w kosmosie lub na Księżycu, Słońce wydawałoby się nam białe. W kosmosie nie ma atmosfery, która rozprasza światło słoneczne. Na Ziemi niektóre krótkie fale światła słonecznego (niebieskie i fioletowe) są pochłaniane przez rozpraszanie. Reszta widma wygląda na żółtą. Również w kosmosie niebo wygląda na ciemne lub czarne zamiast niebieskiego. Wynika to z braku atmosfery, stąd światło nie rozprasza się w żaden sposób.
Dlaczego zachód słońca jest czerwony? Gdy słońce zachodzi, światło słoneczne musi pokonać większą odległość w atmosferze, aby dotrzeć do obserwatora, więc więcej światła słonecznego jest odbijane i rozpraszane przez atmosferę. Ponieważ mniej bezpośredniego światła dociera do obserwatora, Słońce wydaje się mniej jasne. Kolor Słońca również wydaje się inny, od pomarańczowego do czerwonego. Wynika to z faktu, że jeszcze więcej kolorów krótkofalowych, niebieskich i zielonych, jest rozproszonych. Pozostają tylko długofalowe składowe widma optycznego, które docierają do oczu obserwatora.
Niebo wokół zachodzącego słońca można pomalować na różne kolory. Niebo jest najpiękniejsze, gdy w powietrzu znajduje się wiele drobnych cząstek pyłu lub wody. Cząsteczki te odbijają światło we wszystkich kierunkach. W tym przypadku krótsze fale świetlne są rozpraszane. Obserwator widzi promienie świetlne o większej długości fali, dlatego niebo wydaje się czerwone, różowe lub pomarańczowe. Więcej o atmosferze Czym jest atmosfera? Atmosfera jest mieszaniną gazów i innych substancji, które otaczają Ziemię, w postaci cienkiej, przeważnie przezroczystej powłoki. Atmosfera jest utrzymywana w miejscu przez grawitację ziemską. Głównymi składnikami atmosfery są azot (78,09%), tlen (20,95%), argon (0,93%) i dwutlenek węgla (0.03%). Atmosfera zawiera również niewielkie ilości wody (w różnych miejscach jej stężenie waha się od 0% do 4%), cząstki stałe, gazy neon, hel, metan, wodór, krypton, ozon i ksenon. Nauka zajmująca się badaniem atmosfery nazywa się meteorologią. Życie na Ziemi nie byłoby możliwe bez obecności atmosfery, która dostarcza tlenu potrzebnego do oddychania. Ponadto atmosfera pełni inną ważną funkcję - wyrównuje temperaturę na całej planecie. Gdyby nie było atmosfery, to w niektórych miejscach na planecie panowałby skwierczący upał, a w innych byłoby bardzo zimno, zakres temperatur mógłby wynosić od -170°C w nocy do +120°C w ciągu dnia. Atmosfera chroni nas także przed szkodliwym promieniowaniem Słońca i kosmosu, pochłaniając je i rozpraszając. Z całkowitej ilości energii słonecznej docierającej do Ziemi około 30% jest odbijane przez chmury i powierzchnię Ziemi z powrotem w przestrzeń kosmiczną. Atmosfera pochłania około 19% promieniowania słonecznego, a tylko 51% pochłania powierzchnia Ziemi. Powietrze ma swoją wagę, chociaż nie zdajemy sobie z tego sprawy i nie czujemy ciśnienia słupa powietrza. Na poziomie morza ciśnienie to wynosi jedną atmosferę lub 760 mmHg (1013 milibarów lub 101,3 kPa). Wraz ze wzrostem wysokości ciśnienie atmosferyczne gwałtownie spada. Ciśnienie spada dziesięciokrotnie na każde 10 km wysokości. Oznacza to, że przy ciśnieniu 16 atmosfery na poziomie morza na wysokości 1 km ciśnienie wyniesie 16 atm, a na wysokości 0,1 km - 32 atm. Gęstość atmosfery w jej najniższych warstwach wynosi 1,2 kg/m3. Każdy centymetr sześcienny powietrza zawiera około 2,7 * 1019 cząsteczek. Na poziomie gruntu każda cząsteczka porusza się z prędkością około 1600 km/h, zderzając się z innymi cząsteczkami z szybkością 5 miliardów razy na sekundę. Gęstość powietrza również gwałtownie spada wraz z wysokością. Na wysokości 3 km gęstość powietrza spada o 30%. Ludzie mieszkający w pobliżu poziomu morza doświadczają przejściowych problemów z oddychaniem po przeniesieniu na tę wysokość. Najwyższa wysokość, na której ludzie na stałe mieszkają, wynosi 4 km. Struktura atmosfery Atmosfera składa się z różnych warstw, podział na te warstwy następuje w zależności od ich temperatury, składu cząsteczkowego i właściwości elektrycznych. Warstwy te nie mają wyraźnych granic, zmieniają się sezonowo, a ponadto ich parametry zmieniają się na różnych szerokościach geograficznych.
Rozdzielenie atmosfery na warstwy w zależności od ich składu cząsteczkowego
heterosfera
Rozdzielenie atmosfery na warstwy w zależności od ich właściwości elektrycznych Neutralna atmosfera
Jonosfera
Magnetosfera to górna część jonosfery, rozciągająca się na około 70000 XNUMX km, wysokość ta zależy od intensywności wiatru słonecznego. Magnetosfera chroni nas przed wysokoenergetycznymi naładowanymi cząsteczkami wiatru słonecznego, utrzymując je w ziemskim polu magnetycznym. Rozdzielenie atmosfery na warstwy w zależności od ich temperatury Wysokość górnej granicy troposfery zależy od pór roku i szerokości geograficznej. Rozciąga się od powierzchni ziemi do wysokości około 16 km na równiku i do wysokości 9 km na biegunie północnym i południowym. Przedrostek „tropo” oznacza zmianę. Zmiana parametrów troposfery następuje pod wpływem warunków pogodowych – na przykład w wyniku przemieszczania się frontów atmosferycznych. Wraz ze wzrostem wysokości temperatura spada. Ciepłe powietrze unosi się, a następnie ochładza i opada z powrotem na Ziemię. Proces ten nazywa się konwekcją, zachodzi w wyniku ruchu mas powietrza. Wiatry w tej warstwie wieją głównie pionowo. Ta warstwa zawiera więcej cząsteczek niż wszystkie inne warstwy razem wzięte. Stratosfera - rozciąga się w przybliżeniu od wysokości 11 km do 50 km.
Mezosfera - rozciąga się na wysokości około 100 km.
Egzosfera - rozciąga się na setki kilometrów poza termosferę, stopniowo przechodząc w przestrzeń kosmiczną.
Eksperymenty ze światłem Pierwszy eksperyment - rozkład światła na widmo Do tego eksperymentu będziesz potrzebować:
Jak przeprowadzić eksperyment:
Co się dzieje: woda i lustro działają jak pryzmat, rozdzielając światło na spektrum kolorów. Dzieje się tak, ponieważ promienie światła przechodzące z jednego ośrodka (powietrza) do drugiego (wody) zmieniają swoją prędkość i kierunek. Zjawisko to nazywa się refrakcją. Różne kolory załamują się inaczej, promienie fioletowe są silniej spowalniane i silniej zmieniają swój kierunek. Promienie czerwone spowalniają iw mniejszym stopniu zmieniają swój kierunek. Światło jest podzielone na kolory składowe i możemy zobaczyć widmo. Modelowanie nieba w szklanym słoju Materiały potrzebne do eksperymentu:
Przeprowadzanie eksperymentu:
W tym eksperymencie dzieje się tak, że małe cząsteczki mleka zawieszone w wodzie rozpraszają światło pochodzące z latarki w taki sam sposób, w jaki cząsteczki i cząsteczki w powietrzu rozpraszają światło słoneczne. Kiedy szkło jest oświetlone z góry, woda wydaje się niebieskawa ze względu na fakt, że niebieski kolor jest rozproszony we wszystkich kierunkach. Kiedy patrzysz bezpośrednio na światło przez wodę, latarka wydaje się czerwona, ponieważ część niebieskich promieni została usunięta z powodu rozpraszania światła. Mieszanie kolorów Potrzebne będą:
Jak przeprowadzić eksperyment:
Wyjaśnienie obserwowanego zjawiska: kolory, które malują sektory na dysku, są głównymi składnikami kolorów światła białego. Kiedy dysk obraca się wystarczająco szybko, kolory wydają się zlewać, a dysk wygląda na biały. Spróbuj poeksperymentować z innymi kombinacjami kolorów. Publikacja: the-mostly.ru
▪ O Księżycu, Merkurym i trzęsieniach ziemi ▪
Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024 Klawiatura Primium Seneca
05.05.2024 Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie
04.05.2024
▪ Wykonano teleportację kwantową ▪ Wykorzystanie lalek w medycynie ▪ Plastik zamienia się w jadalne grzyby ▪ Tranzystory grafenowe XNUMXD ▪ Ujawniono związek między głodem a nastrojem
▪ sekcja serwisu Śmieszne łamigłówki. Wybór artykułu ▪ artykuł Wypadki w obiektach niebezpiecznych dla promieniowania. Podstawy bezpiecznego życia ▪ artykuł Jak Argonautom udało się zdobyć Złote Runo? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Giętarka. warsztat domowy ▪ artykuł Lampy oświetlenia awaryjnego LED. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Polecamy ciekawe artykuły Sekcja 
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony