Сіз өміріңіздің әр күнінде аспанға қарап, оның көк түсте екенін көрген шығарсыз. Мүмкін, аспанның түсі басқаша болған күндер болған шығар, мысалы, қар жауған кезде, әлем сұр болып көрінген кезде немесе жанартау атқылауын немесе орман өртін көрген болсаңыз, ол аспанды сұмдық қызғылт сары түске айналдырған болар.
Дегенмен, көбінесе көк аспан Жер бетіндегі адамдар арасында ең көп таралған және жиі кездесетін тәжірибелердің бірі болып табылады. Ежелгі заманнан бері біз аспанға қарап, күн шыққан кезде көк түстің әртүрлі реңктерін көрдік. Және, бәлкім, ежелгі заманнан бері балалар неге бұлай болатынын ойлаған шығар.
Жауап шын мәнінде өте күрделі, сондықтан егер сіз аспанымыздың көкшіл түсінің себебін өмір бойы білетін ересек адам болсаңыз, алаңдамаңыз! Аспанның реңкі атмосферамыздағы молекулалармен әрекеттескенде жарықтың көк және күлгін толқын ұзындықтары басқа толқын ұзындықтарына қарағанда жиірек шашырайтындығынан туындайды. Мұны түсіну үшін бізге физиканың негізгі түсініктеріне жүгіну керек.
Жарық қалай өлшенеді?
«Көрінетін күн спектрі» мақаласынан үзінді | Britannica энциклопедиясы/GettyImages
Қысқасы, жарық толқын түрінде таралатын энергияны өндіреді. Бұл толқындардың әрқайсысының энергия түріне байланысты әртүрлі ұзындығы бар, және бұл ұзындық нанометрмен өлшенетін толқын ұзындығы деп аталады. Әрбір толқын ұзындығы адам көзінің қабылдайтын әртүрлі түстеріне әкеледі.
Күлгін түстің толқын ұзындығы ең қысқа — 380–435 нм, одан кейін көк түс келеді, толқын ұзындығы 435–500 нм. Қызыл түстің толқын ұзындығы ең ұзын — 625–740 нм, ал кемпірқосақтың қалған түстері осы екі түстің арасында орналасқан. Бұл түстер бірге біздің көзіміз қабылдай алатын түстердің көрінетін спектрін құрайды.
Толқын ұзындықтары аспан түсін қалай жасайды
Кемпірқосақ жарығының призма арқылы сынуы | Брайан А. Джексон/Shutterstock
Жарық Жер атмосферасын толтыратын оттегі мен азот сияқты бөлшектермен кездескенше түзу сызықтармен таралады. Бұл бөлшектермен жанасу жарықтың кездейсоқ бағыттарға бөлінуіне әкеледі.
Көк және күлгін түстердің толқын ұзындығы ең қысқа болғандықтан, олар атмосфералық бөлшектермен әрекеттескенде жиірек шашырайды. Рейли шашырау деп аталатын бұл шашырау әсері бұл түстерді адам көзіне көрінетін етеді.
Түптеп келгенде, біздің көздеріміз аспанды көк түсте көреді, себебі олар күлгін түске қарағанда көк жарыққа сезімтал. Сонымен қатар, егер біз күнге тікелей қарасақ (айта кетейін, бұл жаман идея), біз соқыр ақ жарықты көрер едік. Себебі біз Исаак Ньютон өзінің әйгілі призмалық экспериментінде көрсеткендей, барлық көрінетін толқын ұзындықтарын қамтитын жарыққа тікелей қарайтын едік.
Дегенмен, аспанға қараған кезде шашыраңқы жарықты көреміз кейін атмосферамызбен өзара әрекеттесу, басымыздың үстінде әдемі көк күмбез жасау.
Ғалымдар аспанның неліктен көк болып көрінетінін қалай анықтады
Ашық ауыл жолының үстіндегі көк бұлтты аспан | ARTpok / Shutterstock
Бұл құбылысты алғаш рет ирландиялық физика профессоры Джон Тиндалл ашты, ол күн сәулесінің Жерді қалай жылытатынын түсінуге тырысты. Ол шыны түтікті Жер атмосферасындағы бөлшектермен толтырып, оған түтін үрледі.
Содан кейін ол түтін шыққан бағыттан қараған кезде ауаның көк, ал қарама-қарсы бағыттан қараған кезде қызыл болып көрінетінін байқады. Бұл Тиндаллдың ауаның түсі Жер атмосферасындағы жарықтың шаң бөлшектерімен әрекеттесуімен анықталады деген қорытындыға келуіне себеп болды.
1870 жылы британдық физигі Джон Уильям Стратт Тиндаллдың зерттеу нәтижелерін нақтылап, ауа молекулаларының атмосферамыздағы жарық толқындарын шашыратуға, осылайша оның түсін қалыптастыруға жауапты екенін растады. Бұл өзара әрекеттесу болмаса, аспан түссіз газдарға толы болғандықтан, көк емес, ашық болып көрінер еді. Ол сондай-ақ атмосфералық молекулалардың неліктен қысқа толқын ұзындықтарын ұзын толқын ұзындықтарына қарағанда жиі шашырататынын түсіндіретін математикалық теорияны жасады.
Неліктен күн шыққанда және батқанда аспан қызыл болады?
Қызыл аспандағы ағаштар мен жазықтардың үстіндегі күннің батуы | KensCanning / Shutterstock
Күн сайын таңертең шығып, батып бара жатқанда, ол түстер мен реңктердің таңғажайып көрінісін жасайды. Бұл құбылыс күн көкжиекке жақын болған кезде, оның жарығы аспанға жақын болған кездегіге қарағанда көзімізге жету үшін атмосфераның әлдеқайда үлкен қабатынан өтуі керек болғандықтан орын алады.
Атмосфераның үлкен көлемі көк және жасыл толқындардың таралуына көбірек уақыт бөлетінін білдіреді, бұл түстер мен реңктердің араласуына әкеледі, нәтижесінде біз әр таңертең және кешке керемет жарық шоуларын көреміз.
Неліктен кеңістік қара түсті?
Қара фондағы ғарыштағы жұлдыздар | Triff / Shutterstock
Ғарыш қараңғы, себебі оның көп бөлігінде Жер атмосферасы жоқ, яғни толқындарды шағылыстыратын бөлшектер жоқ. Әрине, жарық шығаратын сансыз алыс жұлдыздар бар, бірақ ғарыштың көздің жауын алатындай ақ болып көрінбеуі Ольберс парадоксы деп аталады.
Қазіргі ғылымға сәйкес, ғарыш барлық жұлдыздарға қарамастан әлі де қара болып көрінеді, себебі Әлем шектеулі, яғни кейбір алыс жарық көздері бізге әлі жетпеген және Әлем кеңейіп, алыс галактикалардан келетін жарық көрінетін толқын ұзындығы диапазонынан тыс жерлерге таралып жатқандықтан.
Толығырақ оқыңыз:
-
Дофаминдік ораза шынымен де жұмыс істей ме?
-
Ғарыштың иісі туралы таңқаларлық шындық.
-
Қара құрдым аралдары және қаңырап қалған бункерлер: адамдар Google Earth-те тапқан 7 таңқаларлық нәрсе.
-
Солтүстік шұғыласын кәсіби маман ретінде қалай суретке түсіруге болады
-
Орман өрттерінен ең қатты зардап шеккен штаттар (карта).
Бұл мақала бастапқыда www.mentalfloss.com сайтында «Аспан неге көк?» деген тақырыппен жарияланған.