Чому небо блакитне

Такі питання як «чому небо блакитне?»Найчастіше виникають у дітей, які тільки починають пізнавати цей світ і цікавляться всім, що їх оточує. У день у них виникають сотні самих різних питань, в такому ж дусі, відповіді на які вони не завжди запам'ятовують. І якщо від маленької дитини ще можна відбутися якоюсь історією або міфом, що не вдаючись глибоко в науку, то для того, щоб самому зрозуміти начебто таку просту річ, потрібно докласти трохи зусиль.

• З давніх часів багато вчених намагалися знайти відповідь на це питання. Найбільш відповідний відповідь була знайдена приблизно сто років тому англійським фізиком лордом Джоном Релей, але про це трохи пізніше. Давайте спочатку розглянемо, як це все розвивалося. Вважається, що Сонце випромінює світло чисто білий. З цього можна зробити висновок, що і небо повинно бути таким же, але насправді воно все ж блакитне. Чому ж так відбувається? Як білий світ змінюється в земній атмосфері? Для того, щоб відповісти на ці запитання, потрібно уточнити, що білий світ є сумішшю кольорових променів. І якщо скористатися призмою, то можна зробити веселку. Так призма розкладе білий світ на кольорові смужки: червоного, оранжевого, жовтого, зеленого, блакитного, синього і фіолетового кольорів. Якщо ці промені знову з'єднуються разом, то вони заново утворюють білий світ. З вищесказаного можна зробити припущення про те, що світло від сонця спочатку розщеплюється на кольорові складові. І після цього з ними щось відбувається, від чого до поверхні Землі доходять тільки блакитні промені.
• Але все, ж давайте повернемося до самого питання про те, чому небо блакитне. Повітря, який оточує нашу планету, являє собою суміш різних газів: кисню, азоту, аргону та інших. Крім цього в атмосфері також знаходяться крижані кристали і водяна пара. Також в повітрі знаходяться різні дрібні частинки і пил. А у верхніх атмосферних шарах є озоновий шар. Чи може причина бути в якомусь із перелічених чинників? Деякі вчені навіть припускали, що промені червоного кольору поглинаються водою і молекулами озону, а блакитні промені пропускаються. Але потім виявилося, що в атмосфері для цього просто не вистачило б, ні озону, ні води.
• В кінці дев'ятнадцятого століття, а точніше тисяча вісімсот шістдесят дев'ятому році, англійський учений Джон Тиндалл зробив припущення про те, що пил і різні дрібні частинки розсіюють світло. І оскільки синє світло розсіюється у найменшій мірі, то саме такі частинки і досягають поверхню нашої планети. У себе в лабораторії, він спробував довести це за допомогою експерименту. Для цього він зробив модель смогу, а після цього висвітлив її білим яскравим променем. Після цього зміг став глибокого синього кольору. Із цього Тиндалл зробив висновок про те, що якби повітря було абсолютно чистий, то і небо було б не блакитного кольору, а яскраво білого. Лорд Релей, якого ми раніше вже згадували, спочатку підтримав цю ідею, але ненадовго. Через якийсь час він опублікував своє власне пояснення цьому явищу, в якому говорилося, що саме саме повітря, а не що-небудь інше (тобто дим або пил) Робить небо блакитним.
• Його пояснення виглядало приблизно так. Певна частина сонячних променів не стикається з молекулами газу і досягає поверхні Землі без змін. А ось інша частина, яка більше, все ж поглинається молекулами газу. Коли відбувається поглинання, молекули збуджуються або ж заряджаються енергією, і після цього випускають її у вигляді фотонів. Отримані вторинні фотони бувають різної довжини, також вони можуть бути пофарбовані в будь-який колір - від червоного до фіолетового. Розлітаються ці фотони в різних напрямках: і до Сонцю, і до Землі, і в інші сторони. Лорд Релей висунув припущення про те, що колір променя буде залежати від того, якого кольору кванти переважають в ньому. Коли відбувається зіткнення фотона сонячного променя і молекули газу, то на один вторинний квант червоного припадає близько восьми квантів синього кольору. У результаті ми і маємо небо синьо-блакитного кольору.