Этот вопрос задаёт почти каждый ребёнок, а многие взрослые так и не знают ответа. Хотя он довольно простой. Всё дело в том, как солнечный свет проходит через воздух.
Солнечный свет на самом деле разноцветный
Нам кажется, что солнце светит белым. Но белый свет на самом деле смесь всех цветов радуги. Это легко увидеть: пропустите луч через стеклянную призму или посмотрите на радугу после дождя. Капли воды раскладывают свет на цвета.
У каждого цвета своя длина волны. У красного она самая длинная, у синего и фиолетового самая короткая.
Воздух рассеивает синий цвет сильнее остальных
Воздух состоит из крошечных молекул, в основном азота и кислорода. Когда свет встречает такую молекулу, часть света отскакивает в сторону. Это называется рассеиванием.
Главное: короткие волны рассеиваются гораздо сильнее длинных. Синий свет рассеивается в несколько раз сильнее красного. Учёные называют это рэлеевским рассеянием, по фамилии английского физика, который его объяснил.
В итоге синий свет разлетается по всему небу. Куда бы вы ни посмотрели, оттуда к вам приходит рассеянный синий. Поэтому небо кажется голубым со всех сторон, а не только там, где солнце.
Почему тогда небо не фиолетовое
Хороший вопрос: фиолетовые волны ещё короче синих и должны рассеиваться ещё сильнее. Тут сходятся три причины:
- Солнце излучает фиолетового света меньше, чем синего.
- Часть фиолетового поглощается высоко в атмосфере.
- Наши глаза хуже всего чувствуют фиолетовый и лучше чувствуют синий и зелёный.
Мозг складывает всё это вместе, и мы видим голубой цвет.
Почему закат красный
Днём солнце высоко, и его свет проходит через атмосферу коротким путём. Вечером солнце у горизонта, и свету приходится идти сквозь воздух гораздо дольше, почти по касательной к земле.
По дороге синий свет успевает рассеяться в стороны. До нас доходят только те цвета, которые рассеиваются слабо: жёлтый, оранжевый, красный. Поэтому солнце на закате и рассвете кажется красным, а небо вокруг него окрашивается в тёплые цвета.
Особенно яркие закаты бывают, когда в воздухе много пыли, дыма от пожаров или пепла после извержений вулканов. Частицы добавляют свои оттенки.
А почему облака белые
Облака состоят из капелек воды. Они намного крупнее молекул воздуха и рассеивают все цвета одинаково. А все цвета вместе дают белый. Если облако очень толстое, свет сквозь него проходит плохо, и оно кажется серым или почти чёрным.
А на других планетах
На Марсе всё наоборот. Атмосфера там тонкая, но в ней много мелкой красноватой пыли. Днём небо Марса желтовато-коричневое, а закаты голубые. Это видно на снимках, которые передали марсоходы.
А на Луне атмосферы почти нет, поэтому небо там чёрное даже днём, когда светит солнце.
Как объяснить ребёнку в одном предложении
Воздух «разбрасывает» синий свет во все стороны сильнее, чем остальные цвета, поэтому днём небо голубое. А вечером синий свет теряется по дороге, и до нас доходит только красный.
