الموضوع: "لماذا يكون غروب الشمس أحمر ... لماذا السماء زرقاء؟ لماذا هو غروب الشمس الأحمر

الأسئلة التي تثير رؤوس الناس لفترة طويلة جدا. لحسن الحظ بالنسبة لنا ، تمكن الفيزيائيون من العثور على إجابات لهذه الأسئلة ونقل المعرفة إلى العالم بأسره.

ما لون الشمس؟

بالطبع الشمس صفراء! جميع سكان الأرض سوف يجيبون وسكان القمر سوف يختلفون معهم.

من الأرض ، تبدو الشمس صفراء. لكن في الفضاء أو على القمر ، تبدو الشمس بيضاء لنا. لا يوجد جو في الفضاء ينثر أشعة الشمس.

على الأرض ، يتم امتصاص جزء من موجات قصيرة من ضوء الشمس (الأزرق والبنفسجي) عن طريق الانتثار. بقية الطيف يبدو أصفر.

وفي الفضاء ، تبدو السماء مظلمة أو سوداء بدلاً من اللون الأزرق. هذا هو نتيجة لعدم وجود الغلاف الجوي ، وبالتالي فإن الضوء لا مبعثر.

لكن إذا سألت عن لون الشمس في المساء. في بعض الأحيان تكون الإجابة هي الشمس الحمراء. لكن لماذا؟

لماذا الشمس عند غروب الشمس الأحمر؟

عندما تنخفض الشمس ، يتعين على ضوء الشمس أن يسافر مسافة أكبر في الجو للوصول إلى المراقب. ضوء مباشر أقل يصل إلى أعيننا والشمس تبدو أقل سطوعًا.

نظرًا لأن أشعة الشمس يجب أن تسافر لمسافات طويلة ، يحدث المزيد من التشتت. يمر الجزء الأحمر من طيف ضوء الشمس عبر الهواء أفضل من اللون الأزرق. ونحن نرى الشمس الحمراء. كلما انخفضت الشمس إلى الأفق ، زاد الهواء "العدسة المكبرة" التي نراها ، وكلما زاد لونها أحمر.

للسبب نفسه ، يبدو أن الشمس في قطر أكبر بكثير من خلال النهار: طبقة الهواء تلعب دور العدسة المكبرة لمراقب الأرض.

يمكن رسم السماء حول غروب الشمس بألوان مختلفة. أجمل السماء هي عندما يحتوي الهواء على جزيئات صغيرة من الغبار أو الماء. هذه الجزيئات تعكس الضوء في جميع الاتجاهات. في هذه الحالة ، يحدث تناثر موجات الضوء الأقصر. يرى المراقب أشعة الضوء للموجات الطويلة ، وبالتالي تظهر السماء حمراء أو وردية أو برتقالية.

لماذا السماء زرقاء؟

الضوء المرئي هو شكل من أشكال الطاقة التي يمكن أن تنتقل عبر الفضاء. يبدو ضوء الشمس أو المصباح المتوهج أبيضًا ، رغم أنه في الواقع مزيج من جميع الألوان. الألوان الرئيسية التي يتكون منها الأبيض هي الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق والأزرق والأرجواني. هذه الألوان تتحول باستمرار إلى بعضها البعض ، لذلك بالإضافة إلى الألوان الأساسية ، لا يزال هناك عدد كبير من جميع أنواع الظلال. يمكن ملاحظة كل هذه الألوان والظلال في السماء في شكل قوس قزح يحدث في منطقة الرطوبة العالية.

الهواء الذي يملأ السماء بأكملها هو مزيج من أصغر جزيئات الغاز والجزيئات الصلبة الصغيرة مثل الغبار.

تبدأ أشعة الشمس القادمة من الفضاء ، وتحت تأثير الغازات في الغلاف الجوي ، في الانتثار ، وتحدث هذه العملية وفقًا لقانون تناثر قانون رايلي. أثناء انتقال الضوء عبر الغلاف الجوي ، تمر معظم الموجات الطويلة في الطيف البصري دون تغيير. فقط جزء صغير من الألوان الأحمر والبرتقالي والأصفر يتفاعل مع الهواء ، ويصطدم بالجزيئات والغبار.

عندما يصطدم الضوء بجزيئات الغاز ، يمكن أن ينعكس الضوء في اتجاهات مختلفة. بعض الألوان ، مثل الأحمر والبرتقالي ، تصل مباشرة إلى المراقب ، ويمر مباشرة عبر الهواء. ولكن ينعكس معظم الضوء الأزرق من جزيئات الهواء في جميع الاتجاهات. بهذه الطريقة ، ينتشر الضوء الأزرق عبر السماء ويبدو أزرق.

ومع ذلك ، تمتص جزيئات الغاز العديد من موجات الضوء الأقصر. بعد الامتصاص ، ينبعث اللون الأزرق في جميع الاتجاهات. مبعثرة في جميع أنحاء السماء. في أي اتجاه تنظر إليه ، يصل جزء من هذا الضوء الأزرق المتناثر إلى المراقب. نظرًا لأن الضوء الأزرق مرئي في كل مكان فوق رأسك ، فإن السماء تبدو زرقاء.

إذا نظرت نحو الأفق ، فستكون السماء ذات لون باهت. هذا هو نتيجة حقيقة أن الضوء يسافر مسافة أكبر في الغلاف الجوي إلى المراقب. ينتشر الضوء المبعثر مرة أخرى في الغلاف الجوي ، ويصل أقل من اللون الأزرق إلى عين المراقب. لذلك ، يبدو لون السماء في الأفق أكثر كآبة أو يبدو أبيضًا تمامًا.

لماذا الفضاء أسود؟

لا يوجد هواء في الفضاء الخارجي. نظرًا لعدم وجود عقبات يمكن أن ينعكس عنها الضوء ، ينتشر الضوء مباشرة. لا تنتشر أشعة الضوء ، وتبدو "السماء" مظلمة وسوداء.

دروس في الأفلام - تلفزيون الأربعاء (tvsreda) موقع ويب حول كيفية صنع فيلم

الجو.

الغلاف الجوي عبارة عن مزيج من الغازات والمواد الأخرى التي تحيط بالأرض ، في شكل قشرة رقيقة وشفافة في الغالب. يقام الغلاف الجوي في مكانه عن طريق خطورة الأرض. المكونات الرئيسية للغلاف الجوي هي النيتروجين (78.09٪) والأكسجين (20.95٪) والأرجون (0.93٪) وثاني أكسيد الكربون (0.03٪). أيضا ، يحتوي الغلاف الجوي على كميات صغيرة من الماء (في أماكن مختلفة يتراوح تركيزه من 0 ٪ إلى 4 ٪) ، والجزيئات الصلبة ، والغازات النيون ، والهيليوم ، والميثان ، والهيدروجين ، والكريبتون ، والأوزون وزنون. العلم الذي يدرس الغلاف الجوي يسمى الأرصاد الجوية.

لم تكن الحياة على الأرض ممكنة بدون وجود جو يوفر الأكسجين الذي نحتاج إلى التنفس. بالإضافة إلى ذلك ، يؤدي الغلاف الجوي وظيفة مهمة أخرى - فهي تزيد درجة الحرارة في جميع أنحاء الكوكب. إذا لم يكن هناك جو ، فمن المحتمل أن تكون هناك حرارة محرقة في بعض أماكن الكوكب ، وفي أماكن أخرى سيكون الجو باردًا للغاية ، وقد يتراوح نطاق درجة الحرارة من -170 درجة مئوية في الليل إلى + 120 درجة مئوية في النهار. يحمي الجو أيضًا من الإشعاع الضار للشمس والفضاء ، ويمتصه وينتشر.

هيكل الغلاف الجوي

يتكون الغلاف الجوي من طبقات مختلفة ، والفصل داخل هذه الطبقات يحدث وفقًا لدرجة الحرارة والتكوين الجزيئي والخصائص الكهربائية. لا تحتوي هذه الطبقات على حدود واضحة ، فهي تختلف موسميًا ، بالإضافة إلى ذلك ، تتغير معلماتها في خطوط عرض مختلفة.

homosphere

• أقل 100 كيلومتر ، بما في ذلك التروبوسفير ، الستراتوسفير وميسوبوس.
• إنها تشكل 99٪ من كتلة الغلاف الجوي.
• لا يتم فصل الجزيئات بالوزن الجزيئي.
• التكوين متجانس إلى حد ما ، باستثناء بعض الحالات الشاذة المحلية الصغيرة. يتم الحفاظ على التجانس عن طريق الخلط المستمر والاضطراب وانتشار الاضطراب.
• المياه هي واحدة من عنصرين لا يتم توزيعهما بالتساوي. عندما يرتفع بخار الماء ، يبرد ويتكثف ، ثم يعود إلى الأرض في شكل هطول الأمطار - الثلج والمطر. الستراتوسفير نفسه جاف جدا.
• الأوزون جزيء آخر يكون توزيعه غير متساوٍ. (حول طبقة الأوزون في الستراتوسفير.)

heterosphere

• يمتد فوق homosphere ، ويشمل Thermosphere و Exosphere.
• يعتمد فصل جزيئات هذه الطبقة على أوزانها الجزيئية. تتركز الجزيئات الأثقل ، مثل النيتروجين والأكسجين ، في الجزء السفلي من الطبقة. تسود أخف وهليوم وهيدروجين في الجزء العلوي من الغلاف الجوي.

فصل الغلاف الجوي إلى طبقات حسب خصائصها الكهربائية.

جو محايد

• أقل من 100 كم.

الأينوسفير الغلاف الأيوني

• حوالي 100 كيلومتر تقريبًا.
• يحتوي على جزيئات مشحونة كهربائيًا (أيونات) ناتجة عن امتصاص الضوء فوق البنفسجي
• درجة التأين تختلف مع ارتفاع.
• تعكس الطبقات المختلفة موجات الراديو الطويلة والقصيرة. هذا يسمح لإشارات الراديو التي تتحرك في خط مستقيم بالانحناء حول السطح الكروي للأرض.
• تحدث الشفق القطبي في هذه الطبقات الجوية.
• المغنطيسي  ومن الجزء العلوي  الأيونوسفير ، الذي يمتد إلى حوالي 70،000 كم ، يعتمد هذا الارتفاع على شدة الرياح الشمسية. يحمينا الغلاف المغناطيسي من الجسيمات المشحونة ذات الطاقات العالية للرياح الشمسية ، مع الاحتفاظ بها في المجال المغناطيسي للأرض.

فصل الغلاف الجوي إلى طبقات حسب درجة حرارته

ارتفاع الحدود العليا التروبوسفير  يعتمد على الفصول والعرض. يمتد من سطح الأرض إلى ارتفاع حوالي 16 كم عند خط الاستواء ، وعلى ارتفاع 9 كم في القطبين الشمالي والجنوبي.

• البادئة "tropo" تعني التغيير. تعود التغيرات في معلمات التروبوسفير إلى الظروف الجوية - على سبيل المثال ، بسبب حركة الجبهات الجوية.
• مع زيادة الارتفاع ، تنخفض درجة الحرارة. يرتفع الهواء الدافئ ، ثم يبرد وينزل إلى الأرض. هذه العملية تسمى الحمل الحراري ، وهي تحدث نتيجة لحركة الكتل الهوائية. تهب الرياح في هذه الطبقة بشكل عمودي.
• تحتوي هذه الطبقة على جزيئات أكثر من جميع الطبقات الأخرى مجتمعة.

الستراتوسفير  - تمتد من حوالي 11 كم إلى 50 كم.

• لديها طبقة رقيقة جدا من الهواء.
• تشير البادئة "الطبقة" إلى الطبقات أو الطبقات.
• الجزء السفلي من الستراتوسفير هادئ تمامًا. غالبًا ما تطير الطائرات النفاثة في الجزء السفلي من الستراتوسفير من أجل التحايل على الطقس السيئ في التروبوسفير.
• في الجزء العلوي من الستراتوسفير تهب رياح قوية تعرف باسم التيارات النفاثة على ارتفاعات عالية. ينفخون أفقيًا بسرعة تصل إلى 480 كم / ساعة.
• يحتوي الستراتوسفير على "طبقة الأوزون" الموجودة على ارتفاع يتراوح بين 12 و 50 كم (حسب خط العرض). على الرغم من أن تركيز الأوزون في هذه الطبقة هو فقط 8 مل / م 3 ، فإنه يمتص بشكل فعال أشعة الشمس فوق البنفسجية الضارة ، وبالتالي حماية الحياة على الأرض. يتكون جزيء الأوزون من ثلاث ذرات أكسجين. تحتوي جزيئات الأكسجين التي نتنفسها على ذرتين أكسجين.
• الستراتوسفير بارد جدًا ، ودرجة حرارته -55 درجة مئوية تقريبًا في الجزء السفلي ويزيد مع الارتفاع. ترتبط الزيادة في درجة الحرارة بامتصاص الأشعة فوق البنفسجية بالأكسجين والأوزون.

ميزوسفير  - يمتد إلى ارتفاعات حوالي 100 كم.

• مع زيادة الارتفاع ، ترتفع درجة الحرارة بسرعة.

الحراري  - تمتد إلى ارتفاعات حوالي 400 كم.

• مع ارتفاع متزايد ، ترتفع درجة الحرارة بسرعة بسبب امتصاص الأشعة فوق البنفسجية القصيرة الموجة.
• الشهب ، أو "نجوم الرماية" ، تبدأ في الاحتراق على ارتفاعات حوالي 110-130 كم فوق سطح الأرض.

إكزوسفير- يمتد مئات الكيلومترات إلى ما وراء الغلاف الجوي ، حيث ينتقل تدريجياً إلى الفضاء الخارجي.

• كثافة الهواء هنا منخفضة للغاية بحيث يفقد تطبيق مفهوم درجة الحرارة كل معنى.
• عندما تصطدم بعضها ببعض ، غالباً ما تطير الجزيئات إلى الفضاء.

يستحق القراءة

دروس في الأفلام - تلفزيون الأربعاء (tvsreda) موقع ويب حول كيفية صنع فيلم

ترجع شروق الشمس الساطعة وغروبها إلى حقيقة أن الغلاف الجوي ينتقل عبر موجات الضوء الأحمر الطويلة. (صور قابلة للنقر)

على الرغم من بياض ضوء الشمس (أي محتوى جميع ألوان الطيف) ، تظهر السماء زرقاء في يوم مشمس. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن أشعة الشمس التي تمر عبر الغلاف الجوي تصادف جزيئات الهواء وجزيئات الغبار ، ونتيجة لذلك يتم إطلاق موجات ضوئية بأطوال مختلفة.

وتسمى هذه العملية الفحص. في يوم صافٍ ، تبدو السماء زرقاء لأن الجزيئات الصغيرة في الغلاف الجوي أفضل في نقل الموجات القصيرة الزرقاء من الموجات الحمراء الطويلة. ومع ذلك ، عند شروق الشمس أو غروبها - وخاصة مع الهواء المتربة - تبدو السماء حمراء. وذلك لأن ضوء الشمس يجب أن يسافر مسافة أكبر بكثير عندما يمر عبر الغلاف الجوي بالقرب من الأفق. ينعكس الضوء الأزرق تمامًا بواسطة العين ، في حين تنقل جزيئات الغبار الكبيرة الضوء الأحمر ، الذي يتسبب في رؤية رائعة لسماء المساء.

فحص الضوء الأحمر

عندما تكون الشمس فوق الأفق ، يسافر ضوءها بعيدًا في الجو. الضوء الأزرق ينعكس بالعين. ينعكس الضوء الأحمر بدرجة أقل ويتم غربله بواسطة جزيئات كبيرة من الغبار في الهواء.

ولادة السماء

عندما تكون الشمس في أوجها ، يخترق ضوءها طبقة رقيقة نسبيا من الغلاف الجوي. في عملية تسمى غربلة رايلي ، تفصل جزيئات الهواء الصغيرة الضوء الأزرق بشكل أكثر فعالية عن الضوء الأحمر ، وهكذا تظهر السماء زرقاء.

الطيف الشمسي

لا يرى الناس سوى جزء صغير من ضوء الشمس ، ويمتد نطاقه من إشعاعات جاما القصيرة الموجة إلى موجات الراديو الطويلة. العين البشرية قادرة على إدراك مجموعة ضيقة فقط من موجات الضوء ، من 380 إلى 770 نانومتر (نانومتر). نانومتر هو واحد من المليار من المتر.

موشور

المنشور يقسم ضوء الشمس إلى سبعة ألوان ، من الأحمر إلى البنفسجي ، ويخلق الضوء المرئي.

في يوم مشمس صافٍ ، تبدو السماء فوقنا زرقاء ساطعة. في المساء ، تغرب غروب الشمس السماء باللون الأحمر والوردي والبرتقالي. لماذا السماء زرقاء؟  ما الذي يجعل غروب الشمس الأحمر؟

للإجابة على هذه الأسئلة ، عليك أن تعرف ما هو الضوء وما يتكون الغلاف الجوي للأرض.

جو

الغلاف الجوي هو مزيج من الغازات والجزيئات الأخرى المحيطة بالأرض. يتكون الغلاف الجوي بشكل أساسي من النيتروجين الغازي (78٪) والأكسجين (21٪). يعد غاز الأرجون والماء (على شكل بخار وقطرات وبلورات الجليد) ثاني أكثر وفرة في الغلاف الجوي ؛ تركيزهم لا يتجاوز 0.93 ٪ و 0.001 ٪ على التوالي. توجد غازات أخرى أيضًا بكميات صغيرة في الغلاف الجوي للأرض ، بالإضافة إلى جزيئات صغيرة من الغبار والسخام والرماد وحبوب اللقاح والملح التي تدخل الغلاف الجوي من المحيطات.

يختلف تكوين الغلاف الجوي ضمن حدود صغيرة حسب الموقع والطقس وما إلى ذلك. يزداد تركيز الماء في الجو أثناء العواصف ، وكذلك بالقرب من المحيط. تستطيع البراكين رمي كميات هائلة من الرماد في الجو. يمكن أن يؤدي التلوث التكنولوجي إلى إضافة غازات أو غبار وسخام مختلف إلى الجو المعتاد.

كثافة الغلاف الجوي على ارتفاع منخفض بالقرب من سطح الأرض هي الأعلى ؛ مع ارتفاع متزايد ، يتناقص تدريجيا. لا توجد حدود محددة بوضوح بين الغلاف الجوي والفضاء.

موجات الضوء

الضوء هو نوع من الطاقة التي يتم حملها من خلال الأمواج. بالإضافة إلى الضوء ، يتم نقل أنواع أخرى من الطاقات باستخدام الأمواج ، على سبيل المثال ، موجة الصوت هي اهتزاز الهواء. موجة الضوء هي تذبذب في المجالات الكهربائية والمغناطيسية ، وهذا النطاق يسمى الطيف الكهرومغناطيسي.

تنتشر الموجات الكهرومغناطيسية عبر الفضاء الخالي من الهواء بسرعة 299.792 كم / ثانية. وتسمى سرعة انتشار هذه الموجات سرعة الضوء.

تعتمد طاقة الإشعاع على طول الموجة وترددها. الطول الموجي هو المسافة بين أقرب قمم (أو أدنى) من الموجة. تردد الموجة هو عدد اهتزازات الموجة في الثانية. كلما طالت الموجة ، انخفض ترددها ، وأقل طاقة تحملها.

ألوان الضوء المرئي

الضوء المرئي هو جزء من الطيف الكهرومغناطيسي الذي يمكن رؤيته بأعيننا. قد يكون الضوء المنبعث من الشمس أو المصباح المتوهج أبيضًا ، ولكنه في الحقيقة مزيج من ألوان مختلفة. يمكنك رؤية ألوان مختلفة من طيف الضوء المرئي عن طريق تحللها إلى مكونات باستخدام المنشور. ويمكن ملاحظة هذا الطيف أيضًا في السماء على شكل قوس قزح ينشأ عن انكسار ضوء الشمس في قطرات الماء ، حيث يعمل كمنشور عملاق واحد.

يتم خلط ألوان الطيف وتحريكها باستمرار إلى أخرى. في نهاية واحدة ، الطيف له ألوان حمراء أو برتقالية. تتحول هذه الألوان بسلاسة إلى الأصفر والأخضر والأزرق والنيلي والأرجواني. الألوان لها أطوال موجية مختلفة وترددات مختلفة وتختلف في الطاقة.

انتشار الضوء في الهواء

ينتقل الضوء عبر الفضاء بخط مستقيم حتى لا توجد عقبات في طريقه. عندما تدخل موجة ضوئية إلى الغلاف الجوي ، يستمر الضوء في الانتشار بشكل مستقيم حتى يتم وجود جزيئات الغبار أو الغاز في طريقها. في هذه الحالة ، فإن ما يحدث للضوء سيعتمد على طول الموجة وحجم الجزيئات في طريقها.

جزيئات الغبار وقطرات الماء أكبر بكثير من الطول الموجي للضوء المرئي. ينعكس الضوء في اتجاهات مختلفة في تصادمات مع هذه الجزيئات الكبيرة. تنعكس هذه الألوان على اختلاف ألوان الضوء المرئي. يظهر الضوء المنعكس أبيض ، لأنه لا يزال يحتوي على نفس الألوان التي كانت موجودة فيه قبل الانعكاس.

جزيئات الغاز أصغر من الطول الموجي للضوء المرئي. إذا اصطدمت الموجة الضوئية بها ، فقد تكون نتيجة الاصطدام مختلفة. عندما يصطدم الضوء بجزيء من الغاز ، يتم امتصاص جزء منه. بعد ذلك بقليل ، يبدأ الجزيء في إطلاق الضوء في اتجاهات مختلفة. لون الضوء المنبعث هو نفس اللون الذي تم امتصاصه. لكن ألوان الأطوال الموجية المختلفة تمتص بطرق مختلفة. يمكن استيعاب أي ألوان ، لكن يتم امتصاص الترددات الأعلى (سماوي) أكثر بكثير من الترددات المنخفضة (الأحمر). تسمى هذه العملية تشتت رايلي ، سميت على اسم الفيزيائي البريطاني جون رايلي ، الذي اكتشف هذه الظاهرة المبعثرة في سبعينيات القرن التاسع عشر.

لماذا السماء زرقاء؟

السماء زرقاء بسبب تناثر رايلي. أثناء انتقال الضوء عبر الغلاف الجوي ، تمر معظم الموجات الطويلة في الطيف البصري دون تغيير. يتفاعل الهواء مع جزء صغير فقط من الألوان الأحمر والبرتقالي والأصفر.

ومع ذلك ، تمتص جزيئات الغاز العديد من موجات الضوء الأقصر. بعد الامتصاص ، ينبعث اللون الأزرق في جميع الاتجاهات. مبعثرة في جميع أنحاء السماء. في أي اتجاه تنظر إليه ، يصل جزء من هذا الضوء الأزرق المتناثر إلى المراقب. نظرًا لأن الضوء الأزرق مرئي في كل مكان فوق رأسك ، فإن السماء تبدو زرقاء.

إذا نظرت نحو الأفق ، فستكون السماء ذات لون باهت. هذا هو نتيجة حقيقة أن الضوء يسافر مسافة أكبر في الغلاف الجوي إلى المراقب. ينتشر الضوء المبعثر مرة أخرى في الغلاف الجوي ، ويصل أقل من اللون الأزرق إلى عين المراقب. لذلك ، يبدو لون السماء في الأفق أكثر كآبة أو يبدو أبيضًا تمامًا.

السماء السوداء والشمس البيضاء

من الأرض ، تبدو الشمس صفراء. إذا كنا في الفضاء أو على القمر ، فإن الشمس تبدو بيضاء بالنسبة لنا. لا يوجد جو في الفضاء ينثر أشعة الشمس. على الأرض ، يتم امتصاص جزء من الموجات القصيرة من ضوء الشمس (الأزرق والبنفسجي) عن طريق الانتثار. بقية الطيف يبدو أصفر.

بالإضافة إلى ذلك ، في الفضاء ، تبدو السماء داكنة أو سوداء بدلاً من اللون الأزرق. هذا هو نتيجة لعدم وجود الغلاف الجوي ، وبالتالي فإن الضوء لا مبعثر.

لماذا أحمر غروب الشمس؟

عندما تنخفض الشمس ، يتعين على ضوء الشمس أن يسافر مسافة أكبر في الجو للوصول إلى المراقب ، على التوالي ، ينعكس مزيد من ضوء الشمس وينتشر عن طريق الجو. نظرًا لأن الضوء الأقل مباشرة يصل إلى المراقب ، فإن الشمس تبدو أقل سطوعًا. يبدو لون الشمس مختلفًا أيضًا ، فهو يحتوي على مجموعة من الألوان من البرتقالي إلى الأحمر. هذا يرجع إلى حقيقة أن أكثر الألوان القصيرة ، الأزرق والأخضر ، منتشرة. تبقى فقط العناصر ذات الطول الموجي الطويل للطيف الضوئي ، والتي تصل إلى عيون المراقب.

يمكن رسم السماء حول غروب الشمس بألوان مختلفة. أجمل السماء هي عندما يحتوي الهواء على جزيئات صغيرة من الغبار أو الماء. هذه الجزيئات تعكس الضوء في جميع الاتجاهات. في هذه الحالة ، يحدث تناثر موجات الضوء الأقصر. يرى المراقب أشعة الضوء للموجات الطويلة ، وبالتالي تظهر السماء حمراء أو وردية أو برتقالية.

مزيد من التفاصيل حول الغلاف الجوي

ما هو الجو؟

الغلاف الجوي هو مزيج من الغازات والمواد الأخرى التي تحيط بالأرض ، في شكل قشرة رقيقة وشفافة في الغالب. يقام الغلاف الجوي في مكانه عن طريق خطورة الأرض. المكونات الرئيسية للغلاف الجوي هي النيتروجين (78.09٪) والأكسجين (20.95٪) والأرجون (0.93٪) وثاني أكسيد الكربون (0.03٪). يحتوي الغلاف الجوي أيضًا على كميات صغيرة من الماء (في أماكن مختلفة يتراوح تركيزه من 0٪ إلى 4٪) ، والجزيئات الصلبة ، والغازات النيون ، والهيليوم ، والميثان ، والهيدروجين ، والكريبتون ، والأوزون ، وزنون. العلم الذي يدرس الغلاف الجوي يسمى الأرصاد الجوية.

لم تكن الحياة على الأرض ممكنة بدون وجود جو يوفر الأكسجين الذي نحتاج إلى التنفس. بالإضافة إلى ذلك ، يؤدي الغلاف الجوي وظيفة مهمة أخرى - فهي تزيد درجة الحرارة في جميع أنحاء الكوكب. إذا لم يكن هناك جو ، فمن الممكن أن تكون هناك حرارة محرقة في بعض أماكن الكوكب ، وفي أماكن أخرى سيكون الجو باردًا للغاية ، وقد يتراوح نطاق درجة الحرارة من -170 درجة مئوية في الليل إلى + 120 درجة مئوية في النهار. يحمي الجو أيضًا من الإشعاع الضار للشمس والفضاء ، ويمتصه وينتشر.

من إجمالي كمية الطاقة الشمسية التي تصل إلى الأرض ، ينعكس ما يقرب من 30 ٪ من الغيوم وسطح الأرض مرة أخرى في الفضاء. يمتص الغلاف الجوي حوالي 19٪ من الإشعاع الشمسي ، ويتم امتصاص سطح الأرض بنسبة 51٪ فقط.

الهواء له وزن ، رغم أننا لسنا على علم بذلك ، ولا نشعر بضغوط عمود الهواء. عند مستوى سطح البحر ، يكون لهذا الضغط قيمة جو واحد ، أو 760 ملم زئبق (1013 م ب ر أو 101.3 كيلو باسكال). مع زيادة الارتفاع ، ينخفض \u200b\u200bالضغط الجوي بسرعة. ينخفض \u200b\u200bالضغط 10 مرات مع زيادة في الارتفاع لكل 16 كم. هذا يعني أنه عند ضغط 1 جو على مستوى سطح البحر ، على ارتفاع 16 كم ، سيكون الضغط 0.1 atm ، وعلى ارتفاع 32 km - 0.01 atm.

وتبلغ كثافة الغلاف الجوي في أدنى طبقاته 1.2 كجم / م 3. كل سنتيمتر مكعب من الهواء يحتوي على حوالي 2.7 * 10 19 جزيئات. على مستوى سطح الأرض ، يتحرك كل جزيء بسرعة حوالي 1600 كم / ساعة ، في حين أن تردد الاصطدام مع جزيئات أخرى يبلغ 5 مليارات مرة في الثانية.

تقل كثافة الهواء أيضًا بسرعة مع زيادة الارتفاع. على ارتفاع 3 كم ، تنخفض كثافة الهواء بنسبة 30 ٪. يعاني الأشخاص الذين يعيشون بالقرب من مستوى سطح البحر عند رفعهم إلى هذا الارتفاع من مشاكل التنفس المؤقتة. أعلى ارتفاع يعيش فيه الناس دائمًا هو 4 كم.

هيكل الغلاف الجوي

يتكون الغلاف الجوي من طبقات مختلفة ، والفصل داخل هذه الطبقات يحدث وفقًا لدرجة الحرارة والتكوين الجزيئي والخصائص الكهربائية. لا تحتوي هذه الطبقات على حدود واضحة ، فهي تختلف موسميًا ، بالإضافة إلى ذلك ، تتغير معلماتها في خطوط عرض مختلفة.

فصل الغلاف الجوي إلى طبقات حسب التركيب الجزيئي

homosphere

heterosphere

• يمتد فوق homosphere ، ويشمل Thermosphere و Exosphere.
• يعتمد فصل جزيئات هذه الطبقة على أوزانها الجزيئية. تتركز الجزيئات الأثقل ، مثل النيتروجين والأكسجين ، في الجزء السفلي من الطبقة. تسود أخف وهليوم وهيدروجين في الجزء العلوي من الغلاف الجوي.

فصل الغلاف الجوي إلى طبقات حسب خصائصها الكهربائية.

جو محايد

• أقل من 100 كم.

الأينوسفير الغلاف الأيوني

• حوالي 100 كيلومتر تقريبًا.
• يحتوي على جزيئات مشحونة كهربائيًا (أيونات) ناتجة عن امتصاص الضوء فوق البنفسجي
• درجة التأين تختلف مع ارتفاع.
• تعكس الطبقات المختلفة موجات الراديو الطويلة والقصيرة. هذا يسمح لإشارات الراديو التي تتحرك في خط مستقيم بالانحناء حول السطح الكروي للأرض.
• تحدث الشفق القطبي في هذه الطبقات الجوية.
• المغنطيسي هو الجزء العلوي من الأيونوسفير ، ويمتد إلى ما يقرب من 70،000 كم ، وهذا الارتفاع يعتمد على شدة الرياح الشمسية. يحمينا الغلاف المغناطيسي من الجسيمات المشحونة ذات الطاقات العالية للرياح الشمسية ، مع الاحتفاظ بها في المجال المغناطيسي للأرض.

فصل الغلاف الجوي إلى طبقات حسب درجة حرارته

ارتفاع الحدود العليا التروبوسفير  يعتمد على الفصول والعرض. يمتد من سطح الأرض إلى ارتفاع حوالي 16 كم عند خط الاستواء ، وعلى ارتفاع 9 كم في القطبين الشمالي والجنوبي.

• البادئة "tropo" تعني التغيير. تعود التغيرات في معلمات التروبوسفير إلى الظروف الجوية - على سبيل المثال ، بسبب حركة الجبهات الجوية.
• مع زيادة الارتفاع ، تنخفض درجة الحرارة. يرتفع الهواء الدافئ ، ثم يبرد وينزل إلى الأرض. هذه العملية تسمى الحمل الحراري ، وهي تحدث نتيجة لحركة الكتل الهوائية. تهب الرياح في هذه الطبقة بشكل عمودي.
• تحتوي هذه الطبقة على جزيئات أكثر من جميع الطبقات الأخرى مجتمعة.

الستراتوسفير  - تمتد من حوالي 11 كم إلى 50 كم.

• لديها طبقة رقيقة جدا من الهواء.
• تشير البادئة "الطبقة" إلى الطبقات أو الطبقات.
• الجزء السفلي من الستراتوسفير هادئ تمامًا. غالبًا ما تطير الطائرات النفاثة في الجزء السفلي من الستراتوسفير من أجل التحايل على الطقس السيئ في التروبوسفير.
• في الجزء العلوي من الستراتوسفير تهب رياح قوية تعرف باسم التيارات النفاثة على ارتفاعات عالية. ينفخون أفقيًا بسرعة تصل إلى 480 كم / ساعة.
• يحتوي الستراتوسفير على "طبقة الأوزون" الموجودة على ارتفاع يتراوح بين 12 و 50 كم (حسب خط العرض). على الرغم من أن تركيز الأوزون في هذه الطبقة هو فقط 8 مل / م 3 ، فإنه يمتص بشكل فعال أشعة الشمس فوق البنفسجية الضارة ، وبالتالي حماية الحياة على الأرض. يتكون جزيء الأوزون من ثلاث ذرات أكسجين. تحتوي جزيئات الأكسجين التي نتنفسها على ذرتين أكسجين.
• الستراتوسفير بارد جدًا ، ودرجة حرارته -55 درجة مئوية تقريبًا في الجزء السفلي ويزيد مع الارتفاع. ترتبط الزيادة في درجة الحرارة بامتصاص الأشعة فوق البنفسجية بالأكسجين والأوزون.

ميزوسفير  - يمتد إلى ارتفاعات حوالي 100 كم.

• مع زيادة الارتفاع ، ترتفع درجة الحرارة بسرعة.

الحراري  - تمتد إلى ارتفاعات حوالي 400 كم.

• مع ارتفاع متزايد ، ترتفع درجة الحرارة بسرعة بسبب امتصاص الأشعة فوق البنفسجية القصيرة الموجة.
• تبدأ الشهب ، أو "نجوم الرماية" ، في الاحتراق على ارتفاع يتراوح بين 110 و 130 كم فوق سطح الأرض.

إكزوسفير  - يمتد مئات الكيلومترات إلى ما وراء الغلاف الجوي ، حيث ينتقل تدريجياً إلى الفضاء الخارجي.

• كثافة الهواء هنا منخفضة للغاية بحيث يفقد تطبيق مفهوم درجة الحرارة كل معنى.
• عندما تصطدم بعضها ببعض ، غالباً ما تطير الجزيئات إلى الفضاء.

لماذا السماء زرقاء؟

الضوء المرئي هو شكل من أشكال الطاقة التي يمكن أن تنتقل عبر الفضاء. يبدو ضوء الشمس أو المصباح المتوهج أبيضًا ، رغم أنه في الواقع مزيج من جميع الألوان. الألوان الرئيسية التي يتكون منها الأبيض هي الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق والأزرق والأرجواني. هذه الألوان تتحول باستمرار إلى بعضها البعض ، لذلك بالإضافة إلى الألوان الأساسية ، لا يزال هناك عدد كبير من جميع أنواع الظلال. يمكن ملاحظة كل هذه الألوان والظلال في السماء في شكل قوس قزح يحدث في منطقة الرطوبة العالية.

الهواء الذي يملأ السماء بأكملها هو مزيج من أصغر جزيئات الغاز والجزيئات الصلبة الصغيرة مثل الغبار.

عندما يمر ضوء الشمس عبر الهواء ، يصطدم بالجزيئات والغبار. عندما يصطدم الضوء بجزيئات الغاز ، يمكن أن ينعكس الضوء في اتجاهات مختلفة. بعض الألوان ، مثل الأحمر والبرتقالي ، تصل مباشرة إلى المراقب ، ويمر مباشرة عبر الهواء. ولكن ينعكس معظم الضوء الأزرق من جزيئات الهواء في جميع الاتجاهات. بهذه الطريقة ، ينتشر الضوء الأزرق عبر السماء ويبدو أزرق.

عندما ننظر إلى الأعلى ، يصل بعض هذا الضوء الأزرق إلى أعيننا من جميع أنحاء السماء. نظرًا لأن اللون الأزرق مرئي في كل مكان فوق رؤوسنا ، فإن السماء تبدو زرقاء.

لا يوجد هواء في الفضاء الخارجي. نظرًا لعدم وجود عقبات يمكن أن ينعكس عنها الضوء ، ينتشر الضوء مباشرة. لا تنتشر أشعة الضوء ، وتبدو "السماء" مظلمة وسوداء.

تجارب مع الضوء

التجربة الأولى هي تحلل الضوء إلى طيف

لإجراء هذه التجربة ستحتاج:

• مرآة صغيرة ، قطعة من الورق الأبيض أو الورق المقوى ، ماء ؛
• وعاء صغير كبير ، أو أنواع من الأوعية أو الأوعية ، أو صندوق من البلاستيك للآيس كريم ؛
• الطقس المشمس ونافذة تواجه الجانب المشمس.

كيفية إجراء تجربة:

1. املأ الكوفيت أو وعاء 2/3 بالماء ، وضعه على الأرض أو الطاولة حتى تصل أشعة الشمس المباشرة إلى الماء. وجود أشعة الشمس المباشرة أمر ضروري لإجراء التجربة بشكل صحيح.
2. تثبيت المرآة تحت الماء بحيث تتعرض لأشعة الشمس. أمسك قطعة من الورق فوق المرآة حتى تسقط أشعة الشمس المنعكسة على المرآة على الورقة ، إذا لزم الأمر ، اضبط وضعها النسبي. راقب طيف الألوان على الورق.

ما يحدث: الماء والمرآة يتصرفان مثل المنشور ، ويتحلل الضوء إلى مكونات اللون في الطيف. وذلك لأن أشعة الضوء التي تمر من وسط (هواء) إلى آخر (ماء) تغير سرعتها واتجاهها. وتسمى هذه الظاهرة الانكسار. تنكسر الألوان المختلفة بشكل مختلف ، وتمنع أشعة البنفسج أكثر وتغير اتجاهها بقوة. الأشعة الحمراء تبطئ وتغيير الاتجاه إلى حد أقل. ينقسم الضوء إلى ألوانه المكونة ، ويمكننا رؤية الطيف.

التجربة الثانية - نمذجة السماء في جرة زجاجية

المواد المطلوبة للتجربة:

• زجاج طويل القامة أو جرة بلاستيكية أو زجاجية واضحة ؛
• ماء ، حليب ، ملعقة صغيرة ، مصباح يدوي ؛
• غرفة مظلمة

التجربة:

1. ملء كوب أو جرة 2/3 بالماء ، حوالي 300-400 مل.
2. أضف من 0.5 إلى ملعقة كبيرة من الحليب إلى الماء ، ثم قم بهز المزيج.
3. أخذ كوبًا ومصباحًا كهربائيًا ، انتقل إلى غرفة مظلمة.
4. امسك مصباحًا كهربائيًا فوق كوب من الماء ووجه بصيص ضوء إلى سطح الماء ، وانظر إلى الزجاج من الجانب. في هذه الحالة ، سيكون للماء صبغة زرقاء. الآن قم بتوجيه المصباح على جانب الزجاج وانظر إلى شعاع الضوء على الجانب الآخر من الزجاج بحيث يمر الضوء عبر الماء. في الوقت نفسه ، سوف تظهر هوى المحمر بالقرب من الماء. ضع المصباح تحت الزجاج وتوجيه شعاع الضوء لأعلى ، أثناء النظر إلى الماء من الأعلى. في هذه الحالة ، سيبدو اللون الأحمر المحمر بالقرب من الماء أكثر تشبعًا.

ما يحدث في هذه التجربة: جزيئات صغيرة من الحليب معلقة في ضوء مبعثر بالماء قادمة من مصباح يدوي بنفس الطريقة التي تنتشر بها الجزيئات والجزيئات في ضوء الشمس. عندما يضيء الزجاج من الأعلى ، يظهر الماء مزرقًا بسبب حقيقة أن اللون الأزرق مبعثر في جميع الاتجاهات. عندما تنظر مباشرةً إلى الضوء من خلال الماء ، يظهر ضوء الفانوس أحمر ، حيث تمت إزالة جزء من الأشعة الزرقاء بسبب تناثر الضوء.

التجربة الثالثة - خلط الألوان

ستحتاج:

• قلم رصاص ، مقص ، من الورق المقوى الأبيض أو قطعة من ورقة Whatman ؛
• أقلام ملونة أو أقلام شعر ، حاكم ؛
• قدح أو كوب كبير بقطر في الجزء العلوي من 7 ... 10 سم أو رنيه الفرجار.
• كأس ورقة.

كيفية إجراء تجربة:

1. إذا لم يكن هناك الفرجار ، فاستخدم القدح كقالب لرسم دائرة على قطعة من الورق المقوى ، قم بقص هذه الدائرة. باستخدام المسطرة ، قسّم الدائرة إلى 7 قطاعات متساوية تقريبًا.
2. لون هذه القطاعات السبعة بألوان الطيف الرئيسي - الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والسماوي والأزرق والبنفسجي. حاول تلوين القرص بدقة وبشكل متساو قدر الإمكان.
3. قم بعمل فتحة في منتصف القرص ووضع القرص على قلم رصاص.
4. قم بعمل ثقب في أسفل الكوب الورقي ، يجب أن يكون قطر الحفرة أكبر قليلاً من قطر القلم الرصاص. اقلب الكأس رأسًا على عقب وأدخل قلمًا به قرص مُركب فيه ، بحيث يوضع الرصاص على الطاولة ، واضبط موضع القرص على القلم بحيث لا يلمس القرص أسفل الكوب ويعلوه بارتفاع قدره 0.5..1.5 سم.
5. استرخِ بالقلم الرصاص بسرعة وانظر إلى القرص الدوار ، وانتبه إلى لونه. إذا لزم الأمر ، اضبط القرص والقلم الرصاص بحيث يمكن تدويرهما بسهولة.

توضيح الظاهرة الملاحظة: الألوان التي يتم بها رسم القطاعات على القرص هي الألوان الأساسية للضوء الأبيض. عندما يدور القرص بسرعة كافية ، يبدو أن الألوان تدمج ، ويبدو القرص أبيضًا. حاول تجربة تركيبات الألوان الأخرى.

المؤسسة التعليمية للميزانية البلدية

  "مدرسة كيسلوفسكايا الثانوية" في منطقة تومسك

العمل البحثي

الموضوع: "لماذا يكون غروب الشمس أحمر ..."

(تشتت الضوء)

العمل المنجز:

طالب الصف 5A

الرأس.

مدرس كيمياء

1. مقدمة .............................................................. 3

2. الجزء الرئيسي ...................................................... 4

3. ما هو الضوء .............................................. 4

موضوع الدراسة  - غروب الشمس والسماء.

فرضيات البحث:

الشمس لها أشعة تلون السماء بألوان مختلفة.

يمكن الحصول على اللون الأحمر في ظروف المختبر.

تكمن أهمية موضوعي في أنه سيكون ممتعًا ومفيدًا للمستمعين نظرًا لأن الكثير من الناس ينظرون إلى السماء الزرقاء الصافية ، يعجبون به ، والقليلون يعرفون سبب ظهوره باللون الأزرق ، في فترة ما بعد الظهر ، وما الذي يعطي اللون الأحمر هذا اللون له.

2. الجزء الرئيسي

للوهلة الأولى ، يبدو هذا السؤال بسيطًا ، لكنه في الواقع يتناول الجوانب العميقة لانكسار الضوء في الغلاف الجوي. قبل أن تفهم الإجابة عن هذا السؤال ، يجب أن تكون لديك فكرة عن ماهية الضوء ... jpg "align \u003d" left "height \u003d" 1 src \u003d "\u003e

ما هو الضوء؟

أشعة الشمس هي الطاقة. حرارة أشعة الشمس ، التي تركز عليها العدسة ، تتحول إلى نار. ينعكس الضوء والحرارة بواسطة الأسطح البيضاء ويمتصها الأسود. هذا هو السبب في أن الملابس البيضاء أكثر برودة من الأسود.

ما هي طبيعة الضوء؟ أول من حاول الانخراط بجدية في دراسة الضوء كان إسحاق نيوتن. لقد كان يعتقد أن الضوء يتكون من جزيئات الكريات التي تطلق النار مثل الرصاص. لكن لا يمكن تفسير بعض خصائص الضوء بهذه النظرية.

اقترح عالم آخر ، هيغنز ، شرحًا آخر لطبيعة الضوء. طور نظرية "الموجة" للضوء. لقد كان يعتقد أن الضوء يشكل الدوافع ، أو الأمواج ، تمامًا مثلما يلقي الحجر في البركة موجات.

ما هي آراء العلماء اليوم حول أصل الضوء؟ حاليا ، يعتقد أن الموجات الضوئية لها سمات مميزة لكل من الجزيئات والأمواج في وقت واحد. يتم إجراء تجارب تؤكد كلتا النظريتين.

يتكون الضوء من فوتونات - جسيمات قليلة الوزن بدون كتلة ، تسير بسرعة حوالي 300000 كم / ثانية ولها خصائص موجية. تردد الاهتزازات موجة الضوء يحدد لونه. بالإضافة إلى ذلك ، كلما زاد تردد التذبذب كلما كان طول الموجة أقصر. كل لون له تردد التذبذب والطول الموجي الخاص به. يتكون ضوء الشمس الأبيض من العديد من الألوان التي يمكن رؤيتها عن طريق إنكسارها من خلال المنشور الزجاجي.

1. المنشور يفسد الضوء.

2. الضوء الأبيض معقد.

إذا نظرت عن كثب إلى مرور الضوء خلال المنشور الثلاثي ، يمكنك أن ترى أن تحلل الضوء الأبيض يبدأ بمجرد مرور الضوء من الهواء إلى الزجاج. بدلاً من الزجاج ، يمكنك أن تأخذ مواد أخرى شفافة للضوء.

من اللافت للنظر أن هذه التجربة قد بقيت على مدى قرون ، ولا تزال منهجيتها تستخدم في المختبرات دون تغييرات كبيرة.

dispersio   (خطوط الطول) - تشتت ، تشتت - تشتت

تجارب I. نيوتن على التشتت.

كان نيوتن أول من درس ظاهرة تشتت الضوء ويعتبر أحد أهم مزاياه العلمية. ليس من دون سبب ، على قبره ، الذي وضع عام 1731 ومزينًا بأشكال من الشباب الذين يحملون شعارات أهم اكتشافاته ، يحمل أحد الرموز المنشور ، والنقوش الموجودة على النصب التذكاري تحتوي على الكلمات: "لقد درس اختلاف أشعة الضوء والعديد من الخصائص التي تظهر في نفس الوقت ، وهو ما لم يشك به أحد من قبل ". البيان الأخير غير دقيق تمامًا. كان التشتت معروفًا من قبل ، لكن لم تتم دراسته بالتفصيل. أثناء تحسين التلسكوبات ، لفت نيوتن الانتباه إلى حقيقة أن الصورة التي قدمتها العدسة ملونة على الحواف. استكشاف الحواف رسمت عند الانكسار ، أدلى نيوتن اكتشافاته في مجال البصريات.

طيف الضوء المرئي

عندما تتحلل الأشعة البيضاء ، يتشكل الطيف في المنشور الذي ينكسر فيه إشعاع أطوال موجية مختلفة بزاوية مختلفة. تسمى الألوان المتضمنة في الطيف ، أي الألوان التي يمكن الحصول عليها بواسطة موجات ضوئية بنفس الطول (أو نطاق ضيق جدًا) ، الألوان الطيفية. يتم عرض الألوان الطيفية الرئيسية (التي لها اسم خاص بها) ، بالإضافة إلى خصائص انبعاث هذه الألوان ، في الجدول:

يجب أن يرتبط كل "لون" في الطيف بموجة ضوئية بطول معين

يمكن الحصول على أبسط طريقة عرض للطيف من خلال النظر إلى قوس قزح. يشكل الضوء الأبيض المنكسر في قطرات الماء قوس قزح ، لأنه يتكون من العديد من الأشعة بجميع الألوان ، وينكسر بطرق مختلفة: الأحمر هو الأضعف والأزرق والبنفسجي والأقوى. يدرس علماء الفلك أطياف الشمس والنجوم والكواكب والمذنبات ، كما يمكنك أن تتعلم الكثير من الأطياف.

النيتروجين "href \u003d" / text / category / azot / "rel \u003d" bookmark "\u003e النيتروجين. يتفاعل الضوء الأحمر والأزرق بشكل مختلف مع الأكسجين. نظرًا لأن الطول الموجي للأزرق يتوافق مع حجم ذرة الأكسجين تقريبًا وبسبب هذا ، الأزرق ينتشر الضوء بواسطة الأكسجين في اتجاهات مختلفة ، بينما يمر الضوء الأحمر بهدوء عبر الطبقة الجوية. في الواقع ، ينتشر الضوء الأرجواني في الجو ، ولكن العين البشرية أقل عرضة له من الضوء الأزرق ، ونتيجة لذلك ، يتضح أن العين رجل مبعثر يلتقط من جميع الجهات islorodom الضوء الأزرق، لماذا يظهر السماء الزرقاء بالنسبة لنا.

بدون الغلاف الجوي على الأرض ، ستظهر لنا الشمس كنجمة بيضاء ساطعة ، وتكون السماء سوداء.

DIV_ADBLOCK258 "\u003e

الهواء شفاف وعديم اللون ، لكن في الجو السميك يكون اللون أزرق في يوم صافٍ ، حيث تنتشر أشعة الشمس في الهواء. ينشر الضوء أو أشعة الشمس الموجات الكهرومغناطيسية. البنفسجي والأزرق والأزرق هي أشعة الطول الموجي القصيرة. في يوم صاف ، تتناثر جزيئات الهواء بشكل مكثف وتصبح في متناول العين ، ويبلغ طول موجتي الأشعة الحمراء والصفراء ضعف هذا الطول تقريبًا ، وبالتالي فإن جزيئات الهواء مبعثرة بدرجة أقل بكثير. تحتوي الغيوم والضباب على العديد من الشوائب المختلفة ، وقطرات الماء ، وبلورات الجليد ، وهنا تنتشر أشعة جميع الأطوال الموجية بقوة متساوية ، وبالتالي فإن السحب والضباب بيضاء. عند غروب الشمس ، غالباً ما تتحول السماء إلى اللون الأحمر والأصفر. هذا بسبب أن الشمس تكون منخفضة في الأفق في المساء وأن أشعة الشمس تسافر بعيدًا جدًا في الجو. إنها منتشرة بفعالية ، والآن أصبحت الأشعة الحمراء والصفراء متاحة لأعيننا

ألوان مختلفة من السماء.

السماء ليست دائما زرقاء. على سبيل المثال ، في الليل ، عندما لا ترسل الشمس أشعة ، نرى أن السماء ليست زرقاء ، ويبدو الجو شفافًا. ومن خلال الهواء النقي ، يمكن للشخص رؤية الكواكب والنجوم. وخلال النهار ، يخفي اللون الأزرق مرة أخرى الأجسام الكونية عن أعيننا.

لون السماء أحمر - عند غروب الشمس ، في طقس غائم ، أبيض أو رمادي.

إدراك اللون

يرتبط إدراك الشخص للون بمشاعره العظيمة. التأثير الأكثر ملاءمة تمارسه الألوان الخضراء والصفراء: فهي تشحذ الرؤية وتسرع ردود الفعل وتزيد من حدة السمع. اللون الأخضر يساعد على تخفيف الألم بسرعة. اللون الأحمر مثير ؛ إنه لون الرقي والنصر. العمل المطول للأحمر يخلق التعب.

اللون الطيفي	إدراك اللون
	مثيرة ، الاحترار ، نشطة ، حيوية ، اختراق ، الحرارية ، ينشط جميع وظائف الجسم ؛ لوقت قصير يزيد من توتر العضلات ، ويزيد من ضغط الدم ، ويسرع إيقاع التنفس. كمية كبيرة من إطارات اللون الأحمر.
البرتقالي	منشط. يعمل في نفس الاتجاه مثل الأحمر ، ولكن أضعف ؛ يقوي الإرادة ، يخفف من مشاعر الاكتئاب ؛ يسرع نبض الدم ، ويحسن الهضم.
	منشط ، الأمثل من الناحية الفسيولوجية ، وأقل التعب. يحفز الرؤية والنشاط العصبي ، والتأمل لفترات طويلة من اللون الأصفر يمكن أن يؤدي إلى تهيج غير محفز.
	الأكثر مألوفة لجهاز الرؤية هو الأمثل من الناحية الفسيولوجية. اللون الأخضر له تأثير منعش وفي نفس الوقت يهدئ الجسم ، ويقلل من ضغط الدم ويوسع الشعيرات الدموية ؛ يهدئ ويخفف من الألم العصبي والصداع النصفي. لفترة طويلة يزيد أداء العضلات والعظام.
	تلطف. يقلل من توتر العضلات وضغط الدم ، يهدئ النبض ويبطئ إيقاع التنفس ، ينعش ، يهيئ الصبر ، يقلل من الشهية ، يخفف الألم ، له تأثير مطهر خافض للحرارة ، يساعد في الأرق ، الاضطرابات العصبية.
	تأثير مهدئ يصبح الاكتئاب. يساعد على تثبيط وظائف النظم الفسيولوجية للشخص ، قادر على تقليل الشعور بالجوع. إن التعرض لفترات طويلة للأزرق يمكن أن يدفعك إلى الاكتئاب.
بنفسجي	يجمع بين تأثير الألوان الأحمر والأزرق. ينتج تأثيرًا محبطًا على الجهاز العصبي.

ظواهر غير عادية

http://pandia.ru/text/80/039/images/image008_21.jpg "alt \u003d" (! LANG: Aurora" align="left" width="140" height="217 src=">!} الشفق منذ العصور القديمة ، كان الناس يعجبون بالصورة الرائعة لأورورا وتساءلوا عن أصلهم. تم العثور على واحدة من أوائل الإشارات إلى الشفق في أرسطو. في كتابه "الأرصاد الجوية" ، الذي كتب منذ 2300 عام ، يمكن للمرء أن يقول: "في بعض الأحيان ، في الليالي الصافية ، هناك العديد من الظواهر في السماء - التثاؤب ، الانخفاضات ، اللون الأحمر الدامي ...

يبدو أن اللهب يحترق ".

ماذا تسقط شعاع واضح في الليل؟

ما الشعلة رقيقة تحترق في شركة؟

مثل البرق دون الغيوم الهائلة

يسعى من الأرض إلى الذروة؟

كيف يمكن أن تكون الكرة المجمدة

في منتصف فصل الشتاء كان هناك حريق؟

ما هو الشفق القطبي؟ كيف يتم تشكيلها؟

الجواب. الشفق القطبي هو توهج ساطع ناتج عن تفاعل الجسيمات المشحونة (الإلكترونات والبروتونات) التي تطير من الشمس مع ذرات وجزيئات الغلاف الجوي للأرض. ظهور هذه الجسيمات المشحونة في مناطق معينة من الغلاف الجوي وعلى ارتفاعات معينة هو نتيجة لتفاعل الرياح الشمسية مع المجال المغناطيسي للأرض.

DIV_ADBLOCK262 "\u003e

10. الشيء الرئيسي هو أنني الآن أعرف لماذا يتم رسم السماء باللون الأحمر عند غروب الشمس. تم تأكيد فرضيتي جزئيًا ، والشمس لها أشعة ترسم السماء بلون من هذا القبيل.

11. عند دراسة موضوعي المختار ، تعلمت العمل مع المصادر الأدبية ، وجمع المعلومات ، وتحليل البيانات.

  3. الخاتمة

في بحثي تعلمت - لماذا يكون غروب الشمس أحمر؟

للوهلة الأولى ، بدا سؤالي بسيطًا. لكن بالفعل في بداية الدراسة ، أدركت أن هذا ليس كذلك.

السر كله كان في أجواءنا. يجب أن تمر أشعة الشمس عبر طبقة ضخمة من الهواء قبل الوصول إلى الأرض. ترى العين البشرية لون الشمس في أوجها بلون أبيض. في الواقع ، يتكون طيف ضوء الشمس من سبعة ألوان أساسية (ألوان الطيف) وذمة. أي لون هو موجة كهرمغنطيسية ذات طول معين ، تتصورها العين البشرية. ستتأثر جودة الانتثار الطيفي بسمك طبقة الهواء الجوي الموجودة بين العينين والشيء الذي ينبعث منه الضوء (الشمس). تمتلئ الهواء بتشتت الهباء الجوي من الغبار والرطوبة غير المرئية للعين ، وهذه هي السبب الرئيسي لتحلل لون الشمس (التشتت). في موقع ذروة ، يحدث سقوط أشعة الشمس على مكونات الهباء الجوي في الزوايا اليمنى تقريبًا ، وطبقتهم بين عيون المراقب والشمس غير ذات أهمية. كلما انخفضت الشمس إلى الأفق ، زادت طبقة الهواء الجوي ومقدار تعليق الهباء الجوي. تغير أشعة الشمس ، بالنسبة إلى المراقب ، زاوية السقوط على جزيئات التعليق ، ثم يلاحظ تشتت ضوء الشمس. كما ذكر أعلاه ، يتكون ضوء الشمس من سبعة ألوان أساسية. كل لون ، مثل الموجة الكهرومغناطيسية ، له طوله وقدرته على الانتشار في الجو. يتم ترتيب الألوان الأساسية للطيف على نطاق بالترتيب ، من الأحمر إلى الأرجواني. إن أقل قدرة على الانتثار (وبالتالي الامتصاص) في الجو هي اللون الأحمر. مع ظاهرة التشتت ، تتناثر جميع الألوان التي تتبع المقياس الأحمر بواسطة مكونات تعليق الهباء الجوي وتمتصها. أحمر فقط مرئيا للمراقب. وهذا يعني أنه كلما زادت سماكة طبقة الهواء في الغلاف الجوي ، زادت كثافة التعليق ، وكلما انتشرت أشعة الطيف واستوعبت. ظاهرة طبيعية معروفة: بعد ثوران قوي في بركان كراكاتاو في عام 1883 ، شوهدت غروب الشمس الحمراء غير العادية في أماكن مختلفة من الكوكب لعدة سنوات. ويرجع ذلك إلى الإطلاق القوي للغبار البركاني في الجو أثناء الثوران.

أعتقد أن بحثي لن ينتهي هناك. لا يزال لدي أسئلة. اريد ان اعرف:

ماذا يحدث عندما تمر أشعة الضوء عبر السوائل والحلول المختلفة ؛

كيف يحدث انعكاس وامتصاص الضوء.

بعد الانتهاء من هذا العمل ، أصبحت مقتنعا بمدى المفاجأة والمفيدة للنشاط العملي في ظاهرة انكسار الضوء. كان ذلك هو الذي سمح لي أن أفهم لماذا غروب الشمس أحمر.

أدب

1. ، الفيزياء. الكيمياء. 5-6 خلايا الكتاب المدرسي. م: بوستارد ، 2009 ، ص 106

2. الظواهر الدمشقية في الطبيعة. م: التعليم ، 1974 ، 143 ص.

3. "من يخلق قوس قزح؟" - الكم 1988 ، رقم 6 ، ص 46.

4. نيوتن I. محاضرات في علم البصريات. تاراسوف في الطبيعة. - م: التعليم ، 1988

موارد الانترنت:

1. HTTP: // القعادة. رو / لماذا لون السماء الزرقاء؟

2. HTTP: // شبكة الاتصالات العالمية. voprosy-كاك-ط-pochemu. الزحف المشترك ar لماذا السماء زرقاء؟

3. http: // expirience. كوم / الفئة / obrazovanie /

في يوم مشمس صافٍ ، تبدو السماء فوقنا زرقاء ساطعة. في المساء ، تغرب غروب الشمس السماء باللون الأحمر والوردي والبرتقالي. لماذا السماء زرقاء؟  ما الذي يجعل غروب الشمس الأحمر؟

للإجابة على هذه الأسئلة ، عليك أن تعرف ما هو الضوء وما يتكون الغلاف الجوي للأرض.

جو

الغلاف الجوي هو مزيج من الغازات والجزيئات الأخرى المحيطة بالأرض. يتكون الغلاف الجوي بشكل أساسي من النيتروجين الغازي (78٪) والأكسجين (21٪). يعد غاز الأرجون والماء (على شكل بخار وقطرات وبلورات الجليد) ثاني أكثر وفرة في الغلاف الجوي ؛ تركيزهم لا يتجاوز 0.93 ٪ و 0.001 ٪ على التوالي. توجد غازات أخرى أيضًا بكميات صغيرة في الغلاف الجوي للأرض ، بالإضافة إلى جزيئات صغيرة من الغبار والسخام والرماد وحبوب اللقاح والملح التي تدخل الغلاف الجوي من المحيطات.

يختلف تكوين الغلاف الجوي ضمن حدود صغيرة حسب الموقع والطقس وما إلى ذلك. يزداد تركيز الماء في الجو أثناء العواصف ، وكذلك بالقرب من المحيط. تستطيع البراكين رمي كميات هائلة من الرماد في الجو. يمكن أن يؤدي التلوث التكنولوجي إلى إضافة غازات أو غبار وسخام مختلف إلى الجو المعتاد.

كثافة الغلاف الجوي على ارتفاع منخفض بالقرب من سطح الأرض هي الأعلى ؛ مع ارتفاع متزايد ، يتناقص تدريجيا. لا توجد حدود محددة بوضوح بين الغلاف الجوي والفضاء.

موجات الضوء

الضوء هو نوع من الطاقة التي يتم حملها من خلال الأمواج. بالإضافة إلى الضوء ، يتم نقل أنواع أخرى من الطاقات باستخدام الأمواج ، على سبيل المثال ، موجة الصوت هي اهتزاز الهواء. موجة الضوء هي تذبذب في المجالات الكهربائية والمغناطيسية ، وهذا النطاق يسمى الطيف الكهرومغناطيسي.

تنتشر الموجات الكهرومغناطيسية عبر الفضاء الخالي من الهواء بسرعة 299.792 كم / ثانية. وتسمى سرعة انتشار هذه الموجات سرعة الضوء.

تعتمد طاقة الإشعاع على طول الموجة وترددها. الطول الموجي هو المسافة بين أقرب قمم (أو أدنى) من الموجة. تردد الموجة هو عدد اهتزازات الموجة في الثانية. كلما طالت الموجة ، انخفض ترددها ، وأقل طاقة تحملها.

ألوان الضوء المرئي

الضوء المرئي هو جزء من الطيف الكهرومغناطيسي الذي يمكن رؤيته بأعيننا. قد يكون الضوء المنبعث من الشمس أو المصباح المتوهج أبيضًا ، ولكنه في الحقيقة مزيج من ألوان مختلفة. يمكنك رؤية ألوان مختلفة من طيف الضوء المرئي عن طريق تحللها إلى مكونات باستخدام المنشور. ويمكن ملاحظة هذا الطيف أيضًا في السماء على شكل قوس قزح ينشأ عن انكسار ضوء الشمس في قطرات الماء ، حيث يعمل كمنشور عملاق واحد.

يتم خلط ألوان الطيف وتحريكها باستمرار إلى أخرى. في نهاية واحدة ، الطيف له ألوان حمراء أو برتقالية. تتحول هذه الألوان بسلاسة إلى الأصفر والأخضر والأزرق والنيلي والأرجواني. الألوان لها أطوال موجية مختلفة وترددات مختلفة وتختلف في الطاقة.

انتشار الضوء في الهواء

ينتقل الضوء عبر الفضاء بخط مستقيم حتى لا توجد عقبات في طريقه. عندما تدخل موجة ضوئية إلى الغلاف الجوي ، يستمر الضوء في الانتشار بشكل مستقيم حتى يتم وجود جزيئات الغبار أو الغاز في طريقها. في هذه الحالة ، فإن ما يحدث للضوء سيعتمد على طول الموجة وحجم الجزيئات في طريقها.

جزيئات الغبار وقطرات الماء أكبر بكثير من الطول الموجي للضوء المرئي. ينعكس الضوء في اتجاهات مختلفة في تصادمات مع هذه الجزيئات الكبيرة. تنعكس هذه الألوان على اختلاف ألوان الضوء المرئي. يظهر الضوء المنعكس أبيض ، لأنه لا يزال يحتوي على نفس الألوان التي كانت موجودة فيه قبل الانعكاس.

جزيئات الغاز أصغر من الطول الموجي للضوء المرئي. إذا اصطدمت الموجة الضوئية بها ، فقد تكون نتيجة الاصطدام مختلفة. عندما يصطدم الضوء بجزيء من الغاز ، يتم امتصاص جزء منه. بعد ذلك بقليل ، يبدأ الجزيء في إصدار الضوء في اتجاهات مختلفة. لون الضوء المنبعث هو نفس اللون الذي تم امتصاصه. لكن ألوان الأطوال الموجية المختلفة تمتص بطرق مختلفة. يمكن استيعاب أي ألوان ، لكن يتم امتصاص الترددات الأعلى (سماوي) أكثر بكثير من الترددات المنخفضة (الأحمر). وتسمى هذه العملية تشتت رايلي ، سميت على اسم الفيزيائي البريطاني جون رايلي ، الذي اكتشف هذه الظاهرة الانتثار في سبعينيات القرن التاسع عشر.

لماذا السماء زرقاء؟

السماء زرقاء بسبب تناثر رايلي. أثناء انتقال الضوء عبر الغلاف الجوي ، تمر معظم الموجات الطويلة في الطيف البصري دون تغيير. يتفاعل الهواء مع جزء صغير فقط من الألوان الأحمر والبرتقالي والأصفر.

ومع ذلك ، تمتص جزيئات الغاز العديد من موجات الضوء الأقصر. بعد الامتصاص ، ينبعث اللون الأزرق في جميع الاتجاهات. مبعثرة في جميع أنحاء السماء. في أي اتجاه تنظر إليه ، يصل جزء من هذا الضوء الأزرق المتناثر إلى المراقب. نظرًا لأن الضوء الأزرق مرئي في كل مكان فوق رأسك ، فإن السماء تبدو زرقاء.

إذا نظرت نحو الأفق ، فستكون السماء ذات لون باهت. هذا هو نتيجة حقيقة أن الضوء يسافر مسافة أكبر في الغلاف الجوي إلى المراقب. ينتشر الضوء المبعثر مرة أخرى في الغلاف الجوي ، ويصل أقل من اللون الأزرق إلى عين المراقب. لذلك ، يبدو لون السماء في الأفق أكثر كآبة أو يبدو أبيضًا تمامًا.

السماء السوداء والشمس البيضاء

من الأرض ، تبدو الشمس صفراء. إذا كنا في الفضاء أو على القمر ، فإن الشمس تبدو بيضاء بالنسبة لنا. لا يوجد جو في الفضاء ينثر أشعة الشمس. على الأرض ، يتم امتصاص جزء من الموجات القصيرة من ضوء الشمس (الأزرق والبنفسجي) عن طريق الانتثار. بقية الطيف يبدو أصفر.

بالإضافة إلى ذلك ، في الفضاء ، تبدو السماء داكنة أو سوداء بدلاً من اللون الأزرق. هذا هو نتيجة لعدم وجود الغلاف الجوي ، وبالتالي فإن الضوء لا مبعثر.

لماذا أحمر غروب الشمس؟

عندما تنخفض الشمس ، يتعين على ضوء الشمس أن يسافر مسافة أكبر في الجو للوصول إلى المراقب ، على التوالي ، ينعكس مزيد من ضوء الشمس وينتشر عن طريق الجو. نظرًا لأن الضوء الأقل مباشرة يصل إلى المراقب ، فإن الشمس تبدو أقل سطوعًا. يبدو لون الشمس مختلفًا أيضًا ، فهو يحتوي على مجموعة من الألوان من البرتقالي إلى الأحمر. هذا يرجع إلى حقيقة أن أكثر الألوان القصيرة ، الأزرق والأخضر ، منتشرة. تبقى فقط العناصر ذات الطول الموجي الطويل للطيف الضوئي ، والتي تصل إلى عيون المراقب.

يمكن رسم السماء حول غروب الشمس بألوان مختلفة. أجمل السماء هي عندما يحتوي الهواء على جزيئات صغيرة من الغبار أو الماء. هذه الجزيئات تعكس الضوء في جميع الاتجاهات. في هذه الحالة ، يحدث تناثر موجات الضوء الأقصر. يرى المراقب أشعة الضوء للموجات الطويلة ، وبالتالي تظهر السماء حمراء أو وردية أو برتقالية.

مزيد من التفاصيل حول الغلاف الجوي

ما هو الجو؟

الغلاف الجوي هو مزيج من الغازات والمواد الأخرى التي تحيط بالأرض ، في شكل قشرة رقيقة وشفافة في الغالب. يقام الغلاف الجوي في مكانه عن طريق خطورة الأرض. المكونات الرئيسية للغلاف الجوي هي النيتروجين (78.09٪) والأكسجين (20.95٪) والأرجون (0.93٪) وثاني أكسيد الكربون (0.03٪). يحتوي الغلاف الجوي أيضًا على كميات صغيرة من الماء (في أماكن مختلفة يتراوح تركيزه من 0٪ إلى 4٪) ، والجزيئات الصلبة ، والغازات النيون ، والهيليوم ، والميثان ، والهيدروجين ، والكريبتون ، والأوزون ، وزنون. العلم الذي يدرس الغلاف الجوي يسمى الأرصاد الجوية.

لم تكن الحياة على الأرض ممكنة بدون وجود جو يوفر الأكسجين الذي نحتاج إلى التنفس. بالإضافة إلى ذلك ، يؤدي الغلاف الجوي وظيفة مهمة أخرى - فهي تزيد درجة الحرارة في جميع أنحاء الكوكب. إذا لم يكن هناك جو ، فمن الممكن أن تكون هناك حرارة محرقة في بعض أماكن الكوكب ، وفي أماكن أخرى سيكون الجو باردًا للغاية ، وقد يتراوح نطاق درجة الحرارة من -170 درجة مئوية في الليل إلى + 120 درجة مئوية في النهار. يحمي الجو أيضًا من الإشعاع الضار للشمس والفضاء ، ويمتصه وينتشر.

من إجمالي كمية الطاقة الشمسية التي تصل إلى الأرض ، ينعكس ما يقرب من 30 ٪ من الغيوم وسطح الأرض مرة أخرى في الفضاء. يمتص الغلاف الجوي حوالي 19٪ من الإشعاع الشمسي ، ويتم امتصاص سطح الأرض بنسبة 51٪ فقط.

الهواء له وزن ، رغم أننا لسنا على علم بذلك ، ولا نشعر بضغوط عمود الهواء. عند مستوى سطح البحر ، يكون لهذا الضغط قيمة جو واحد ، أو 760 ملم زئبق (1013 م ب ر أو 101.3 كيلو باسكال). مع زيادة الارتفاع ، ينخفض \u200b\u200bالضغط الجوي بسرعة. ينخفض \u200b\u200bالضغط 10 مرات مع زيادة في الارتفاع لكل 16 كم. هذا يعني أنه عند ضغط 1 جو على مستوى سطح البحر ، على ارتفاع 16 كم ، سيكون الضغط 0.1 atm ، وعلى ارتفاع 32 km - 0.01 atm.

وتبلغ كثافة الغلاف الجوي في أدنى طبقاته 1.2 كجم / م 3. كل سنتيمتر مكعب من الهواء يحتوي على حوالي 2.7 * 10 19 جزيئات. على مستوى سطح الأرض ، يتحرك كل جزيء بسرعة حوالي 1600 كم / ساعة ، في حين أن تردد الاصطدام مع جزيئات أخرى يبلغ 5 مليارات مرة في الثانية.

تقل كثافة الهواء أيضًا بسرعة مع زيادة الارتفاع. على ارتفاع 3 كم ، تنخفض كثافة الهواء بنسبة 30 ٪. يعاني الأشخاص الذين يعيشون بالقرب من مستوى سطح البحر عند رفعهم إلى هذا الارتفاع من مشاكل التنفس المؤقتة. أعلى ارتفاع يعيش فيه الناس دائمًا هو 4 كم.

هيكل الغلاف الجوي

يتكون الغلاف الجوي من طبقات مختلفة ، والفصل داخل هذه الطبقات يحدث وفقًا لدرجة الحرارة والتكوين الجزيئي والخصائص الكهربائية. لا تحتوي هذه الطبقات على حدود واضحة ، فهي تختلف موسميًا ، بالإضافة إلى ذلك ، تتغير معلماتها في خطوط عرض مختلفة.

فصل الغلاف الجوي إلى طبقات حسب التركيب الجزيئي

homosphere

• أقل 100 كيلومتر ، بما في ذلك التروبوسفير ، الستراتوسفير وميسوبوس.
• إنها تشكل 99٪ من كتلة الغلاف الجوي.
• لا يتم فصل الجزيئات بالوزن الجزيئي.
• التكوين متجانس إلى حد ما ، باستثناء بعض الحالات الشاذة المحلية الصغيرة. يتم الحفاظ على التجانس عن طريق الخلط المستمر والاضطراب وانتشار الاضطراب.
• المياه هي واحدة من عنصرين لا يتم توزيعهما بالتساوي. عندما يرتفع بخار الماء ، يبرد ويتكثف ، ثم يعود إلى الأرض في شكل هطول الأمطار - الثلج والمطر. الستراتوسفير نفسه جاف جدا.
• الأوزون جزيء آخر يكون توزيعه غير متساوٍ. (اقرأ المزيد عن طبقة الأوزون في الستراتوسفير.)

heterosphere

• يمتد فوق homosphere ، ويشمل Thermosphere و Exosphere.
• يعتمد فصل جزيئات هذه الطبقة على أوزانها الجزيئية. تتركز الجزيئات الأثقل ، مثل النيتروجين والأكسجين ، في الجزء السفلي من الطبقة. تسود أخف وهليوم وهيدروجين في الجزء العلوي من الغلاف الجوي.

فصل الغلاف الجوي إلى طبقات حسب خصائصها الكهربائية.

جو محايد

• أقل من 100 كم.

الأينوسفير الغلاف الأيوني

• حوالي 100 كيلومتر تقريبًا.
• يحتوي على جزيئات مشحونة كهربائيًا (أيونات) ناتجة عن امتصاص الضوء فوق البنفسجي
• درجة التأين تختلف مع ارتفاع.
• تعكس الطبقات المختلفة موجات الراديو الطويلة والقصيرة. هذا يسمح لإشارات الراديو التي تتحرك في خط مستقيم بالانحناء حول السطح الكروي للأرض.
• تحدث الشفق القطبي في هذه الطبقات الجوية.
• المغنطيسي هو الجزء العلوي من الأيونوسفير ، ويمتد إلى ما يقرب من 70،000 كم ، وهذا الارتفاع يعتمد على شدة الرياح الشمسية. يحمينا الغلاف المغناطيسي من الجسيمات المشحونة ذات الطاقات العالية للرياح الشمسية ، مع الاحتفاظ بها في المجال المغناطيسي للأرض.

فصل الغلاف الجوي إلى طبقات حسب درجة حرارته

ارتفاع الحدود العليا التروبوسفير  يعتمد على الفصول والعرض. يمتد من سطح الأرض إلى ارتفاع حوالي 16 كم عند خط الاستواء ، وعلى ارتفاع 9 كم في القطبين الشمالي والجنوبي.

• البادئة "tropo" تعني التغيير. تعود التغيرات في معلمات التروبوسفير إلى الظروف الجوية - على سبيل المثال ، بسبب حركة الجبهات الجوية.
• مع زيادة الارتفاع ، تنخفض درجة الحرارة. يرتفع الهواء الدافئ ، ثم يبرد وينزل إلى الأرض. هذه العملية تسمى الحمل الحراري ، وهي تحدث نتيجة لحركة الكتل الهوائية. تهب الرياح في هذه الطبقة بشكل عمودي.
• تحتوي هذه الطبقة على جزيئات أكثر من جميع الطبقات الأخرى مجتمعة.

الستراتوسفير- تمتد من حوالي 11 كم إلى 50 كم.

• لديها طبقة رقيقة جدا من الهواء.
• تشير البادئة "الطبقة" إلى الطبقات أو الطبقات.
• الجزء السفلي من الستراتوسفير هادئ تمامًا. غالبًا ما تطير الطائرات النفاثة في الجزء السفلي من الستراتوسفير من أجل التحايل على الطقس السيئ في التروبوسفير.
• في الجزء العلوي من الستراتوسفير تهب رياح قوية تعرف باسم التيارات النفاثة على ارتفاعات عالية. ينفخون أفقيًا بسرعة تصل إلى 480 كم / ساعة.
• يحتوي الستراتوسفير على "طبقة الأوزون" الموجودة على ارتفاع يتراوح بين 12 و 50 كم (حسب خط العرض). على الرغم من أن تركيز الأوزون في هذه الطبقة هو فقط 8 مل / م 3 ، فإنه يمتص بشكل فعال أشعة الشمس فوق البنفسجية الضارة ، وبالتالي حماية الحياة على الأرض. يتكون جزيء الأوزون من ثلاث ذرات أكسجين. تحتوي جزيئات الأكسجين التي نتنفسها على ذرتين أكسجين.
• الستراتوسفير بارد جدًا ، ودرجة حرارته -55 درجة مئوية تقريبًا في الجزء السفلي ويزيد مع الارتفاع. ترتبط الزيادة في درجة الحرارة بامتصاص الأشعة فوق البنفسجية بالأكسجين والأوزون.

ميزوسفير  - يمتد إلى ارتفاعات حوالي 100 كم.

• مع زيادة الارتفاع ، ترتفع درجة الحرارة بسرعة.

الحراري  - تمتد إلى ارتفاعات حوالي 400 كم.

• مع ارتفاع متزايد ، ترتفع درجة الحرارة بسرعة بسبب امتصاص الأشعة فوق البنفسجية القصيرة الموجة.
• تبدأ الشهب ، أو "نجوم الرماية" ، في الاحتراق على ارتفاع يتراوح بين 110 و 130 كم فوق سطح الأرض.

إكزوسفير  - يمتد مئات الكيلومترات إلى ما وراء الغلاف الجوي ، حيث ينتقل تدريجياً إلى الفضاء الخارجي.

• كثافة الهواء هنا منخفضة للغاية بحيث يفقد تطبيق مفهوم درجة الحرارة كل معنى.
• عندما تصطدم بعضها ببعض ، غالباً ما تطير الجزيئات إلى الفضاء.

لماذا السماء زرقاء؟

الضوء المرئي هو شكل من أشكال الطاقة التي يمكن أن تنتقل عبر الفضاء. يبدو ضوء الشمس أو المصباح المتوهج أبيضًا ، رغم أنه في الواقع مزيج من جميع الألوان. الألوان الرئيسية التي يتكون منها الأبيض هي الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق والأزرق والأرجواني. هذه الألوان تتحول باستمرار إلى بعضها البعض ، لذلك بالإضافة إلى الألوان الأساسية ، لا يزال هناك عدد كبير من جميع أنواع الظلال. يمكن ملاحظة كل هذه الألوان والظلال في السماء في شكل قوس قزح يحدث في منطقة الرطوبة العالية.

الهواء الذي يملأ السماء بأكملها هو مزيج من أصغر جزيئات الغاز والجزيئات الصلبة الصغيرة مثل الغبار.

عندما يمر ضوء الشمس عبر الهواء ، يصطدم بالجزيئات والغبار. عندما يصطدم الضوء بجزيئات الغاز ، يمكن أن ينعكس الضوء في اتجاهات مختلفة. بعض الألوان ، مثل الأحمر والبرتقالي ، تصل مباشرة إلى المراقب ، ويمر مباشرة عبر الهواء. ولكن ينعكس معظم الضوء الأزرق من جزيئات الهواء في جميع الاتجاهات. بهذه الطريقة ، ينتشر الضوء الأزرق عبر السماء ويبدو أزرق.

عندما ننظر إلى الأعلى ، يصل بعض هذا الضوء الأزرق إلى أعيننا من جميع أنحاء السماء. نظرًا لأن اللون الأزرق مرئي في كل مكان فوق رؤوسنا ، فإن السماء تبدو زرقاء.

لا يوجد هواء في الفضاء الخارجي. نظرًا لعدم وجود عقبات يمكن أن ينعكس عنها الضوء ، ينتشر الضوء مباشرة. لا تنتشر أشعة الضوء ، وتبدو "السماء" مظلمة وسوداء.

تجارب مع الضوء

التجربة الأولى هي تحلل الضوء إلى طيف

لإجراء هذه التجربة ستحتاج:

• مرآة صغيرة ، قطعة من الورق الأبيض أو الورق المقوى ، ماء ؛
• وعاء صغير كبير ، أو أنواع من الأوعية أو الأوعية ، أو صندوق من البلاستيك للآيس كريم ؛
• الطقس المشمس ونافذة تواجه الجانب المشمس.

كيفية إجراء تجربة:

1. املأ الكوفيت أو وعاء 2/3 بالماء ، وضعه على الأرض أو الطاولة حتى تصل أشعة الشمس المباشرة إلى الماء. وجود أشعة الشمس المباشرة أمر ضروري لإجراء التجربة بشكل صحيح.
2. تثبيت المرآة تحت الماء بحيث تتعرض لأشعة الشمس. أمسك قطعة من الورق فوق المرآة حتى تسقط أشعة الشمس المنعكسة على المرآة على الورقة ، إذا لزم الأمر ، اضبط وضعها النسبي. راقب طيف الألوان على الورق.

ما يحدث: الماء والمرآة يتصرفان مثل المنشور ، ويتحلل الضوء إلى مكونات اللون في الطيف. وذلك لأن أشعة الضوء التي تمر من وسط (هواء) إلى آخر (ماء) تغير سرعتها واتجاهها. وتسمى هذه الظاهرة الانكسار. تنكسر الألوان المختلفة بشكل مختلف ، وتمنع أشعة البنفسج أكثر وتغير اتجاهها بقوة. الأشعة الحمراء تبطئ وتغيير الاتجاه إلى حد أقل. ينقسم الضوء إلى ألوانه المكونة ، ويمكننا رؤية الطيف.

التجربة الثانية - نمذجة السماء في جرة زجاجية

المواد المطلوبة للتجربة:

• زجاج طويل القامة أو جرة بلاستيكية أو زجاجية واضحة ؛
• ماء ، حليب ، ملعقة صغيرة ، مصباح يدوي ؛
• غرفة مظلمة

التجربة:

1. ملء كوب أو جرة 2/3 بالماء ، حوالي 300-400 مل.
2. أضف من 0.5 إلى ملعقة كبيرة من الحليب إلى الماء ، ثم قم بهز المزيج.
3. أخذ كوبًا ومصباحًا كهربائيًا ، انتقل إلى غرفة مظلمة.
4. امسك مصباحًا كهربائيًا فوق كوب من الماء ووجه بصيص ضوء إلى سطح الماء ، وانظر إلى الزجاج من الجانب. في هذه الحالة ، سيكون للماء صبغة زرقاء. الآن قم بتوجيه المصباح على جانب الزجاج وانظر إلى شعاع الضوء على الجانب الآخر من الزجاج بحيث يمر الضوء عبر الماء. في الوقت نفسه ، سوف تظهر هوى المحمر بالقرب من الماء. ضع المصباح تحت الزجاج وتوجيه شعاع الضوء لأعلى ، أثناء النظر إلى الماء من الأعلى. في هذه الحالة ، سيبدو اللون الأحمر المحمر بالقرب من الماء أكثر تشبعًا.

ما يحدث في هذه التجربة: جزيئات صغيرة من الحليب معلقة في ضوء مبعثر بالماء قادمة من مصباح يدوي بنفس الطريقة التي تنتشر بها الجزيئات والجزيئات في ضوء الشمس. عندما يضيء الزجاج من الأعلى ، يظهر الماء مزرقًا بسبب حقيقة أن اللون الأزرق مبعثر في جميع الاتجاهات. عندما تنظر مباشرةً إلى الضوء من خلال الماء ، يظهر ضوء الفانوس أحمر ، حيث تمت إزالة جزء من الأشعة الزرقاء بسبب تناثر الضوء.

التجربة الثالثة - خلط الألوان

ستحتاج:

• قلم رصاص ، مقص ، من الورق المقوى الأبيض أو قطعة من ورقة Whatman ؛
• أقلام ملونة أو أقلام شعر ، حاكم ؛
• قدح أو كوب كبير بقطر في الجزء العلوي من 7 ... 10 سم أو رنيه الفرجار.
• كأس ورقة.

كيفية إجراء تجربة:

1. إذا لم يكن هناك الفرجار ، فاستخدم القدح كقالب لرسم دائرة على قطعة من الورق المقوى ، قم بقص هذه الدائرة. باستخدام المسطرة ، قسّم الدائرة إلى 7 قطاعات متساوية تقريبًا.
2. لون هذه القطاعات السبعة بألوان الطيف الرئيسي - الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والسماوي والأزرق والبنفسجي. حاول تلوين القرص بدقة وبشكل متساو قدر الإمكان.
3. قم بعمل فتحة في منتصف القرص ووضع القرص على قلم رصاص.
4. قم بعمل ثقب في أسفل الكوب الورقي ، يجب أن يكون قطر الحفرة أكبر قليلاً من قطر القلم الرصاص. اقلب الكأس رأسًا على عقب وأدخل قلمًا به قرص مُركب فيه ، بحيث يوضع الرصاص على الطاولة ، واضبط موضع القرص على القلم بحيث لا يلمس القرص أسفل الكوب ويعلوه بارتفاع قدره 0.5..1.5 سم.
5. استرخِ بالقلم الرصاص بسرعة وانظر إلى القرص الدوار ، وانتبه إلى لونه. إذا لزم الأمر ، اضبط القرص والقلم الرصاص بحيث يمكن تدويرهما بسهولة.

توضيح الظاهرة الملاحظة: الألوان التي يتم بها رسم القطاعات على القرص هي الألوان الأساسية للضوء الأبيض. عندما يدور القرص بسرعة كافية ، يبدو أن الألوان تدمج ، ويبدو القرص أبيضًا. حاول تجربة تركيبات الألوان الأخرى.