65. Красный закат - Физика вокруг нас - 2026 <!--if(Фестивали, конкурсы)-->- Фестивали, конкурсы<!--endif--> - Фотоальбомы - Официальный сайт школы №1 им. А.С. Попова г. Удомли
«Фотография- средство изучения физического явления»
Красный закат
Вопрос 1: Почемузакатноенебо красное, а дневное — голубое? На фотографии небо окрашено в насыщенные красные и оранжевые тона, хотя днём мы видим его голубым. Солнце то же самое, атмосфера та же. В чём ключевая причина смены цветовой гаммы?
Ответ: Ключевая причина — увеличение толщины атмосферы, через которую проходят солнечные лучи, и явление, называемое рассеянием Рэлея. 1. Дневное небо: когда солнце в зените, его лучи проходят через минимальную толщу атмосферы. Свет сталкивается с молекулами воздуха. Согласно закону Рэлея, интенсивность рассеяния обратно пропорциональна четвёртой степени длины волны. Это значит, что коротковолновый свет (голубой, синий, фиолетовый) рассеивается молекулами воздуха гораздо сильнее, чем длинноволновый (красный, оранжевый). Голубой свет рассеивается во все стороны, и мы видим его, откуда бы ни посмотрели, — поэтому небо днём голубое. 2. Закатное небо: на закате солнце находится у горизонта. Его лучи проходят к наблюдателю по касательной к земной поверхности, преодолевая в десятки раз более толстый слой атмосферы. На этом длинном пути голубая составляющая света рассеивается почти полностью (и уходит в стороны или в космос). До наших глаз доходят только самые "стойкие" лучи — красные и оранжевые, которые рассеиваются хуже всего. Таким образом, мы видим прямой свет солнца, лишённый голубой компоненты, а облака и небо вокруг него подсвечиваются этим оставшимся красным светом.
Вопрос 2: Почему небо над головой на закате тёмное и синее, а у горизонта — ярко-красное? На снимке виден градиент: ближе к горизонту, там, где только что село солнце, небо ярко-красное, а выше, прямо над головой, оно остаётся тёмно-синим, почти фиолетовым. Почему лучи "не докрашивают" всё небо равномерно?
Ответ: Это связано с тем, что мы наблюдаем свет, приходящий к нам по разным направлениям, которые соответствуют разной "истории" рассеяния. 1. Направление к горизонту (в сторону заката): Глядя туда, где село солнце, мы смотрим практически вдоль направления солнечных лучей. Как объяснялось выше, прямой свет солнца, пройдя огромный путь в атмосфере, потерял все короткие волны. То, что осталось (красный свет), мы и видим. Это прямое излучение солнца, ослабленное и профильтрованное атмосферой. 2. Направление в зенит (над головой): когда мы смотрим прямо вверх во время заката, мы смотрим на часть неба, куда прямые лучи солнца уже не попадают. Солнце спряталось за горизонт. Свет, который мы видим над головой, — это рассеянный свет. Это тот самый голубой свет, который рассеялся молекулами воздуха высоко в атмосфере и летит теперь к нам сверху. Но так как солнце уже низко, верхние слои атмосферы освещены ещё достаточно хорошо, и рассеяние там идёт по обычному дневному механизму, давая синеву. Эта синева кажется тёмной, потому что её интенсивность падает с удалением от источника. Таким образом, фотография фиксирует два разных явления: прямое красное излучение у горизонта и рассеянное синее излучение в зените.
Вопрос 3: Почему облака на закате красные снизу, а сверху серые? На снимке видны перистые облака. Их нижняя часть, обращённая к горизонту, пылает алым цветом, а верхняя часть остаётся тёмно-серой или синеватой. Как физика объясняет такое "разделение" цвета в пределах одного облака?
Ответ: Это объясняется тем, что облако не является источником света, а служит экраном, на который падает свет от разных источников (солнца и неба), и наличием эффекта затенения. 1. Нижняя часть (обращённая к закату): Эта часть облака "смотрит" в сторону заходящего солнца. Солнечные лучи, уже ставшие красными после фильтрации в нижних слоях атмосферы, падают на неё почти горизонтально. Облако, состоящее из капель воды или кристаллов льда, рассеивает этот свет (в основном вперёд и назад). Поскольку эти капли намного больше молекул воздуха, рассеяние здесь не рэлеевское, а более сложное (рассеяние Ми), но цвет падающего света сохраняется. Мы видим облако красным, потому что оно отражает дошедший до него красный свет солнца. 2. Верхняя часть (обращённая вверх): Эта часть облака не освещена прямыми лучами солнца — они проходят ниже, или облако своей массой создаёт тень для собственных верхних слоёв. Единственный свет, который падает на верхнюю часть, — это свет от синего неба (рассеянный свет из верхних слоёв атмосферы) или прямой свет солнца, который ещё не утратил синюю компоненту, но освещает облако сверху под другим углом. 3. Результат: Облако оказывается освещено двумя разными источниками с разным спектральным составом, и фотография фиксирует эту разницу, создавая объёмный и драматичный образ.
Администрации Удомельского муниципального округа
