What is the color of the space? / Какого цвета космос?
2011-Кві-17, Неділя 14:21![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
finesoulТаким простым вопросом озадачила меня сестренка. Вытащив из глубоко запрятанных архивов познания из курса школьной физики я изрек, что Цвет это то как воспринимает наш глаз Свет определенной длины волны, а космос - это, в основном, пустота, поэтому - света там нет и казаться он должен черным. Тут же выяснилось, что черный абсолютно не подходит, т.к. рисунок из радостно-детского превратится в депрессивно-готический. Надо было как-то спасать положение. Оказалось, что на рисунке была отважная собака лайка в скафандре и ракете, которая как раз взлетала с какой-то планеты. "Так тебе нужен цвет неба, а не космоса" - сказал облегченно я и начал терзать гугл. Гугл поворчал немного, но все объяснил...
http://allforchildren.ru/why/which23.php
Желтый переходящий в оранжевый в зените и в серый на горизонте нас устроил. Так мы одним волевым решением отправили нашего четвероногого друга взлетать с Венеры.
Этого хватило сестренке, но теперь я не мог успокоиться пока не докопался до сути, т.е. почему и как один и тот же свет одного и того же солнца по разному рассеивается на разных планетах. Ответ оказался прост.
Почему днем мы не видим светящиеся звезды? Очевидно, днем звезды никто не выключает и свет от них также доходит до поверхности земли, как и ночью. И мы не видим света звезд по той причине, что он теряется на фоне более яркого (светлого) неба. Но небо не светит само по себе. По сути, свет, пришедший к наблюдателю от различных участков дневного неба, - это тот же солнечный свет. Земная атмосфера не излучает свет сама. Она рассеивает свет, пришедший от Солнца.
Свет, приходящий от Солнца, содержит лучи различной длины волны, что в зрительном восприятии соответствует различным цветам. Смесь лучей разного цвета и дает "белый" свет. Это мы знаем еще со времен опытов Ньютона, который с помощью стеклянной призмы разложил солнечный свет в спектр. Красный свет является более длинноволновым, синий - коротковолновый. Отношение длины волны красного света к длине волны синего (разные концы видимого спектра) составляет около 1,68.
Свет определенной длины волны представляет собой электромагнитную волну, которая может воздействовать на электрические заряды. Молекулы же воздуха (азот, кислород и др.) можно рассматривать как системы электрических зарядов. Электрон внешней оболочки (отрицательный заряд) и остальная молекула (положительный ион) - эта система может рассматриваться как электрический диполь. Хотя такая система в существенных своих свойствах является квантовой, здесь, как и во многих подобных задачах, вполне срабатывают классические представления. Когда размеры диполя существенно меньше длины волны (в нашем случае это так) мощность излучения диполя обратно пропорциональна четвертой степени длины волны.
Падающая волна раскачивает диполь на своей частоте. Он забирает часть энергии падающей волны и переизлучает ее на той же частоте в произвольном направлении. Это и есть механизм рассеяния света на молекулах воздуха. Как сказано выше, интенсивность излучения обратно пропорциональна четвертой степени длины волны. Учитывая отношение длин волн для красного и синего концов спектра, получим, что синий свет рассеивается в 8 раз интенсивнее красного. Это преобладание синего (рассеянного) света мы и наблюдаем, глядя солнечным днем на небо.
http://otvety.google.ru/otvety/thread?tid=6ebf7c5eb1d1e12a&clk=wttpcts
Под конец я стал сильно стал волноваться за судьбу нашего питомца в космосе. Ходили слухи, что тело оказавшись в вакууме разорвет как хомячка после капли никотина. А ведь негоже благородному псу погибать как хомячок. И снова гугл меня успокоил.
В общем, во всех фильмах, которые я видел, так или иначе человек, оказавшийся в вакууме, умирал за считанные секунды страшной смертью.
На днях я случайно наткнулся на страницу на сайте NASA, посвященную этой теме. Вот краткая выжимка из ответов специалистов на вопрос, что же будет с человеком в открытом космосе в первые минуты:
Общий вывод: смерть наступит в результате отсутствия кислорода через 1-2 минуты. До этого ничего критичного с человеком случиться не должно.
Кроме того на этой странице также описывается инцидент, произошедший в 1965 году в одном из центров NASA. Из-за поврежденного скафандра человек был подвержен воздействию вакуума в барокамере в течение 15 секунд, после чего в ней начали увеличивать давление. Человек находился в сознании первые 14 секунд. Позже он рассказал, что последнее, что он запомнил — закипающая слюна на языке. Но он выжил.
http://habrahabr.ru/blogs/popular_science/66534/
На этом я окончательно успокоился за судьбу нашего любимца. :)
- Ты уже знаешь, почему на Земле небо голубое - потому что земная атмосфера сильнее всего рассеивает голубую часть солнечных лучей. А каким представляется небо на других планетах Солнечной системы?
- На Луне, а также на Меркурии и Плутоне атмосферы нет. Ничто не отражает лучи света. Поэтому небо на Луне черное. И на нем ярко мерцают звезды.
- На Венере небо желтое, с серым оттенком у горизонта, и оранжевое в зените. Потому что атмосфера Венеры поглощает синие и зеленые лучи солнечного света, а те лучи, которым удается пройти через атмосферу Венеры, придают небу такой оттенок.
- На Марсе небо желто-оранжевое, но вовсе не потому, что атмосфера Марса сильнее рассеивает красные лучи, а потому, что в атмосфере Марса много пыли. А она красноватого цвета. Во время восхода и захода Солнца марсианское небо в зените имеет красновато-розовый цвет, а в непосредственной близости к диску Солнца — от голубого до фиолетового. В точности наоборот картинам заката и восхода на Земле!
- Небо Сатурна голубое, как и на Земле. И Причина голубизны неба на Сатурне точно такая же, как на Земле.
- На Уране небо имеет красивый аквамариновый цвет. Причина этого кроется в составе атмосферы Урана и её температуре. В верхних слоях водородно-гелиевой атмосферы постоянно присутствует метановая дымка. Метан хорошо поглощает красные лучи и отражает голубые и зелёные. Поэтому небо Урана имеет красивый аквамариновый цвет.
- На Нептуне меньше водорода и гелия, но газ метан в атмосфере сильно поглощает красные лучи. В результате небо на Нептуне синее.
- На Юпитере все дни пасмурные. Юпитер не имеет твердой поверхности, это газовый гигант. Газ, из которого он состоит, просто становится плотнее с глубиной. А вверху он формирует сплошные плотные облака. Цвета облаков изменяются с высотой: нижние облака голубые, потом идут коричневые и белые, и, наконец, красные -- самые верхние. Иногда можно увидеть более низкие слои через дыры в верхних. На этом трехмерном изображении показан упрощенный вид того, что можно увидеть, находясь между слоями облаков на Юпитере. Картинка составлена на основе данных, полученных камерами космического корабля "Галилео".
Верхний (серый) слой представляет собой туман толщиной несколько десятков километров.
http://allforchildren.ru/why/which23.php
Желтый переходящий в оранжевый в зените и в серый на горизонте нас устроил. Так мы одним волевым решением отправили нашего четвероногого друга взлетать с Венеры.
Этого хватило сестренке, но теперь я не мог успокоиться пока не докопался до сути, т.е. почему и как один и тот же свет одного и того же солнца по разному рассеивается на разных планетах. Ответ оказался прост.
Почему днем мы не видим светящиеся звезды? Очевидно, днем звезды никто не выключает и свет от них также доходит до поверхности земли, как и ночью. И мы не видим света звезд по той причине, что он теряется на фоне более яркого (светлого) неба. Но небо не светит само по себе. По сути, свет, пришедший к наблюдателю от различных участков дневного неба, - это тот же солнечный свет. Земная атмосфера не излучает свет сама. Она рассеивает свет, пришедший от Солнца.
Свет, приходящий от Солнца, содержит лучи различной длины волны, что в зрительном восприятии соответствует различным цветам. Смесь лучей разного цвета и дает "белый" свет. Это мы знаем еще со времен опытов Ньютона, который с помощью стеклянной призмы разложил солнечный свет в спектр. Красный свет является более длинноволновым, синий - коротковолновый. Отношение длины волны красного света к длине волны синего (разные концы видимого спектра) составляет около 1,68.
Свет определенной длины волны представляет собой электромагнитную волну, которая может воздействовать на электрические заряды. Молекулы же воздуха (азот, кислород и др.) можно рассматривать как системы электрических зарядов. Электрон внешней оболочки (отрицательный заряд) и остальная молекула (положительный ион) - эта система может рассматриваться как электрический диполь. Хотя такая система в существенных своих свойствах является квантовой, здесь, как и во многих подобных задачах, вполне срабатывают классические представления. Когда размеры диполя существенно меньше длины волны (в нашем случае это так) мощность излучения диполя обратно пропорциональна четвертой степени длины волны.
Падающая волна раскачивает диполь на своей частоте. Он забирает часть энергии падающей волны и переизлучает ее на той же частоте в произвольном направлении. Это и есть механизм рассеяния света на молекулах воздуха. Как сказано выше, интенсивность излучения обратно пропорциональна четвертой степени длины волны. Учитывая отношение длин волн для красного и синего концов спектра, получим, что синий свет рассеивается в 8 раз интенсивнее красного. Это преобладание синего (рассеянного) света мы и наблюдаем, глядя солнечным днем на небо.
http://otvety.google.ru/otvety/thread?tid=6ebf7c5eb1d1e12a&clk=wttpcts
Под конец я стал сильно стал волноваться за судьбу нашего питомца в космосе. Ходили слухи, что тело оказавшись в вакууме разорвет как хомячка после капли никотина. А ведь негоже благородному псу погибать как хомячок. И снова гугл меня успокоил.
В общем, во всех фильмах, которые я видел, так или иначе человек, оказавшийся в вакууме, умирал за считанные секунды страшной смертью.
На днях я случайно наткнулся на страницу на сайте NASA, посвященную этой теме. Вот краткая выжимка из ответов специалистов на вопрос, что же будет с человеком в открытом космосе в первые минуты:
- Тело не взорвется: прочности кожи достаточно, чтобы выдержать внутреннее давление;
- Если не пытаться задерживать дыхание, легкие не повредятся;
- Кровь не закипит (кровеносная система будет удерживать нужное давление);
- Тело не замерзнет, тепло в вакууме излучается очень медленно;
- Через 15 секунд начнет ухудшаться самочувствие пока человек не потеряет сознание;
- На языке может закипеть слюна (ожога не будет);
- При прямом попадании солнечных лучей можно получить ожог.
Общий вывод: смерть наступит в результате отсутствия кислорода через 1-2 минуты. До этого ничего критичного с человеком случиться не должно.
Кроме того на этой странице также описывается инцидент, произошедший в 1965 году в одном из центров NASA. Из-за поврежденного скафандра человек был подвержен воздействию вакуума в барокамере в течение 15 секунд, после чего в ней начали увеличивать давление. Человек находился в сознании первые 14 секунд. Позже он рассказал, что последнее, что он запомнил — закипающая слюна на языке. Но он выжил.
http://habrahabr.ru/blogs/popular_science/66534/
На этом я окончательно успокоился за судьбу нашего любимца. :)
