Муниципальное общеобразовательное бюджетное учреждение «Средняя общеобразовательная школа № 90» Творческий проект по физике «Какое небо голубое! От чего оно такое?» Проектант: Ученица 8 «Б» класса Фадеева Нина Руководитель проекта: Фролова Н.М р.п. Чунский 2019 1 СОДЕРЖАНИЕ Введение………………………………….......................3 Основное содержание. ……………………....................4 Вывод. ……………….......................................................6 Заключение ………………………………......................7 Литература………………………………………………8 2 Введение: Наверное все когда либо задумывались - почему небо голубое? Я тоже задумалась, и решила на эту тему написать свой проект, так как тема довольно интересная и увлекательная Объект исследования - небо. Гипотеза исследования: свет на Землю посылает Солнце и чаще всего, когда мы смотрим на него, он нам кажется ослепительно белым. Значит и небо должно быть белого цвета? Но на самом деле небо голубое Цель исследования: выяснить, почему небо окрашено в голубой цвет? Задачи: Найти объяснение – почему небо является голубым? Ознакомиться с мнениями учёных по этому поводу Методы исследования: Теоретические: изучение c мнениями ученых по заявленной теме исследования, классификация собранных материалов, обобщение материалов. 3 Основная часть: Я задумалась, если нас окружает прозрачный воздух, а атмосфера состоит из воздуха, то почему небо голубое? Солнце излучает ослепительно чистый белый свет. Значит и цвет неба должен быть таким же, но оно все- таки голубое. Что же происходит с белым светом в земной атмосфере? Белый свет - это смесь цветных лучей. С помощью призмы мы можем сделать радугу. Призма раскладывает белый луч на цветные полосы: красную, оранжевую, желтую, зеленую, голубую, синюю и фиолетовую. Соединяясь вместе, эти лучи вновь образуют белый свет. Можно предположить, что солнечный свет сначала раскладывается на цветные составляющие. Потом что-то происходит, и поверхности Земли достигают лишь голубые лучи. Далее есть несколько возможных объяснений. Воздух, окружающий Землю, это смесь газов: азота, кислорода, аргона и других. В атмосфере присутствуют еще водяной пар и кристаллики льда. В воздухе взвешены пыль и другие мелкие частицы. В верхних слоях атмосферы находится слой озона. Может быть причина в этом? Какие гипотезы существовали? Каких только гипотез не выдвигалось в разное время для объяснения цвета неба. Первой гипотезой стала гипотеза Леонардо да Винчи: Наблюдая, как дым на фоне темного камина приобретает синеватый цвет, Леонардо да Винчи писал: „...светлота поверх темноты становится синей, тем более прекрасной, чем превосходными будут светлое и темное". Примерно такой же точки зрения придерживался Гёте, который был не только всемирно известным поэтом, но и крупнейшим ученым естествоиспытателем своего времени. Однако такое объяснение цвета неба оказалось несостоятельным, поскольку, как стало очевидно позднее, смешение черного И белого может дать только серые тона, а не цветные. Синий цвет дыма из камина обусловливается совершенно другим процессом. Второй гипотезой стала гипотеза Ньютона: После открытия интерференции, в частности в тонких пленках, Ньютон пытался применить интерференцию к объяснению цвета неба. Для этого ему пришлось допустить, что капли воды имеют форму тонкостенных пузырей, наподобие мыльных. Но так как капельки воды, содержащиеся в атмосфере, в 4 действительности представляют собой сферы, то и эта гипотеза вскоре „лопнула" Ну и третьей гипотезой стала гипотеза ученых Мариотт, Бугер, Эйлер Ученые XVIII в. Мариотт, Бугер, Эйлер думали, что голубой цвет неба объясняется собственным цветом составных частей воздуха. Такое объяснение даже получило некоторое подтверждение позднее, уже в XIX в., когда установили, что жидкий кислород имеет голубой цвет, а жидкий озон — синий. Ближе всех к правильному объяснению цвета неба подошел О. Б. Соссюр. Он считал, что если бы воздух был абсолютно чистым, то небо было бы черным, но воздух содержит примеси, которые отражают преимущественно голубой цвет (в частности — водяной пар и капельки воды). Мнения ученых по этому поводу Некоторые ученые считали, что молекулы озона и воды поглощают лучи красного цвета и пропускают голубые. Но оказалось, что в атмосфере просто не хватит озона и воды, чтобы окрасить небо в голубой цвет. В 1869 году англичанин Джон Тиндалл предположил, что пыль и другие частицы рассеивают свет. Синий свет рассеивается в наименьшей степени и проходит слои таких частиц, достигая поверхности Земли. В своей лаборатории он создал модель пыли и осветил ее ярким белым лучом. Пыль окрасилась в синий цвет. Тиндалл решил, что если бы воздух был абсолютно чист, то ничто бы не рассеивало свет, и мы могли бы любоваться ярким белым небом. Лорд Рэлей тоже поддерживал эту идею, но недолго. В 1899 году он опубликовал свое объяснение: именно воздух, а не пыль или дым, окрашивает небо в голубой цвет. Вот его объяснение. Часть солнечных лучей проходит между молекулами газа, не сталкиваясь с ними, и без изменений достигает поверхности Земли. Другая, большая часть, поглощается газовыми молекулами. При поглощении молекулы заряжаются энергией, а затем испускают ее. Появляются фото ·ны, которые могут быть любого цвета от красного до фиолетового. Разлетаются они во всех направлениях: и к Земле, и к Солнцу, и в стороны. Лорд Рэлей предположил, что цвет луча зависит от преобладания в луче фотонов того или иного цвета. Интенсивный голубой свет буквально льется на нас со всех сторон из миллиардов молекул газов атмосферы. К этому свету примешаны фотоны других цветов, поэтому он не имеет чисто синего тона. Небо везде голубое. На севере оно бледное, на юге синее-синее, у нас, в средней русской полосе сочное, голубое. Таким образом, можно сделать вывод: это солнечный луч окрашивает воздух высоко над нашей головой! Солнце посылает на Землю свои лучи, но им приходится пробиваться через толстый слой воздуха, который окутывает 5 Землю. А солнечный луч, как мы теперь с вами знаем, многоцветный, ведь он состоит из красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего и фиолетового цветов. И вот, когда этот многоцветный луч проходит через толстый слой воздуха, частицы воздуха рассеивают, разбрызгивают все цвета солнечного спектра, но больше всего, сильнее всего именно его фиолетовую, синюю и голубую части, и потому небо окрашивается голубым цветом. Поэтому цвет неба это голубые брызги разноцветного солнечного луча. Солнце излучает ослепительно чистый белый свет. Далее есть несколько возможных объяснений. Воздух, окружающий Землю, это смесь газов: азота, кислорода, аргона и других. В атмосфере присутствуют еще водяной пар и кристаллики льда. В воздухе взвешены пыль и другие мелкие частицы. В верхних слоях атмосферы находится слой озона. Может быть причина в этом? Некоторые ученые считали, что молекулы озона и воды поглощают лучи красного цвета и пропускают голубые. Но оказалось, что в атмосфере просто не хватит озона и воды, чтобы окрасить небо в голубой цвет. 6 Заключение В поисках ответа на так часто задаваемый вопрос «Почему небо голубое?» я очень много узнала для себя интересного. Противоречия в нашей гипотезе сегодня имеют научное объяснение: 1. Весь секрет в цвете неба в нашей атмосфере – в воздушной оболочке планеты Земля. 2. Белый луч солнца, проходя через атмосферу, распадается на лучи семи цветов. 3. Красные и оранжевые лучи – самые длинные, а голубые – самые короткие. 4. Голубые лучи меньше других достигают Земли, и небо оказывается благодаря этим лучам пронизано голубым цветом 5. Небо не всегда окрашено в голубой цвет и это связано с осевым движением Земли. В дальнейшем мне хотелось бы и дальше изучать небо. Сколько еще оно таит в себе загадок? Какие явления еще происходят в атмосфере и, какова их природа? Как они влияют на человека и все живое на Земле? Возможно, это и будут темы моих будущих исследований 7
