Захід Сонця - це не тільки вражаюче, але і цікаве явище, у чому я постараюся вас переконати. Уявіть собі, що під кінець погожого сонячного дня ми спостерігаємо захід найближчої до нас зірки. Прекрасний вид псує якась серпанок. Небо над нашими головами досить чисте, але горизонт здається каламутним, його затуляють атмосферні забруднення. І тут у нас виникає ...
I питання. Чому, навіть якщо небо без єдиної хмаринки, у самого горизонту воно завжди здається більш сірим, ніж над нашими головами?
Однак горизонт - не головне. Нехай він не псує нам настрою. Подивіться на Сонце. Саме так - подивіться. Протягом дня ви не можете придивитися до нього як слід, так як воно дуже яскраве, сліпуче і вам важко дивитися прямо на сонячний круг. І ось…
II питання. Чому Сонце на заході світить набагато менш яскраво, ніж днем, і на нього можна дивитися, чи не примруживши очі?
Як же виглядає призахідне Сонце? Перш за все в очі кидається його червоний колір, що наводить на думку, що Сонце гасне. Отже ...
III питання. Чому на заході Сонце червоніє? Може, воно й справді гасне разом з йдуть днем? А як виглядає висхідний Сонце? А висхідна і заходить Місяць? Що викликає зміни їх кольору?
Чи змінюється він так само сильно на сході, як і на заході, а якщо немає. то чому?
Однак на заході не тільки Сонце стає червоним. Червоніє і небо над західною частиною горизонту. Зверніть увагу на фарби неба. На заході світло, там панують пурпур і блакить: на горизонті небо червоне, а трохи вище світло-блакитне. Над вашими головами воно також блакитне, але вже потаємні. А на сході - зовсім темний. З цього випливає…
IV питання. Чому протягом дня все небо однотонне, ніжно-блакитне, а на заході набуває різні кольори і яскравість?
Сонце проте не чекає, поки ми знайдемо відповіді на питання. Ховається за горизонт, спускаються сутінки, стає все темніше і нарешті настає ніч.
Її вісники - зірки, що з'явилися на небі. Звідки вони взялися?
V питання. Куди ховаються зірки днем? А якщо вони весь цей час були на небі, чому ми їх не бачимо?
Сонце сховалося. Давайте, подивимося на зірки. Чи не правда, як ніби їх хтось повісив на гігантському небосхилі ...
VI питання. Чому нам здається, що всі зірки знаходяться приблизно на однаковій відстані від нас? (А може бути, так і є насправді?)
Придивіться уважно до одній зірці. Так, вона явно підморгує нам. До речі, не вона одна. Так само привітно поводяться і всі інші зірки.
Останній на сьогодні ...
VII питання. Чому зірки мерехтять? Чому ні Місяць, ні Сонці не підморгують нам?
А які ще питання виникають у вас, коли ви дивитеся в небо?
Якби ви знаходилися на Місяці, тільки шосте запитання мав би сенс, тому що всі інші стосуються явищ, пов'язаних із земною атмосферою, інакше кажучи, з тонкою повітряної оболонкою, навколишнього Землю; її товщина відноситься до радіусу земної кулі так, як товщина яблучної шкірки до його розмірів.
При безхмарним і безвітряної погоди дрібний пил і всілякі забруднення атмосфери розподіляються рівномірно (звичайно, якщо неподалік від нас не димить якась заводська труба). Дивлячись безпосередньо вгору, ми дивимося крізь досить тонкий шар атмосфери і тому в мінімальному ступені помічаємо її забруднення (рис. 1). Однак, якщо подивитися на горизонт, то наш погляд охопить значно більше щільний шар повітря і присутність забруднення буде куди відчутніше. Це явище можна пояснити прикладом. Уявіть собі, що ви дивитеся на поле з дороги, по узбіччях якої ростуть дерева. Якщо дивитися під прямим кутом до дороги, дерева закривають лише невелику частину поля зору (рис. 2). А якщо дивитися майже по дотичній до дороги, то дерева заслонять від нас всю картину, і ми не побачимо нічого.
Щоб потрапити на поверхню Землі, сонячні промені повинні спочатку пройти крізь її атмосферу. Вона поглинає і розсіює промені, що призводить до ослаблення сонячного світла. Коли Сонце знаходиться над нашими головами, промені проходять крізь тонкий шар атмосфери, і тому їх ослаблення майже непомітно (хіба що небо покрите хмарами); промені Сонця пробиваються крізь значно більш щільний шар повітря (рис. 1) і тому піддаються сильному ослаблення. Зазвичай промені Сонця на заході настільки слабкі, що можна дивитися простим оком прямо на сонячний круг.
Відповідь на III питання.
Світло в атмосфері (незалежно від светопоглоще-ня) піддається дисперсії - розсіюванню - головним чином, через дрібних частинок різних забруднень (ефект Тиндаля), через атомів і молекул газів, що знаходяться в атмосфері, або через випадкових і нестійких згустків атмосферного повітря (розсіювання Релея). Основний закон: чим коротше довжина світлової хвилі, тим сильніше розсіювання. У видимому світлі найменшою довжиною володіють хвилі фіолетових променів (близько 0,4 мкм), а найбільшою - червоних (близько 0,75 мкм). Таким чином, найсильніше атмосфера розсіює фіолетовий елемент сонячного світла, найслабше - червоний. Пробивши щільний шар атмосфери (рис. 1), сонячні промені втрачають головним чином фіолетову частину спектру, в меншій мірі блакитну, в набагато меншому зелену, жовту і помаранчеву. Слабкіше всіх дисперсії піддаються хвилі червоних променів. Ось чому на заході Сонце набуває більш червоний колір: його промені долають всі більшу відстань, поки не досягнуть наших очей. Зверніть увагу на те. як змінюється колір Сонця, коли воно знаходиться в західній частині неба і все сильніше схиляється до горизонту.
Блакить неба днем - результат максимального розсіювання фіолетових променів сонячного світла (відповідь III). Світло, що піддався розсіюванню, розходиться в різні боки, і тому днем все небо здається рівномірно світлим. Справа в тому, що промені, що проходять в різних точках через атмосферу, долають приблизно однаковий шлях. Інша справа захід. Тепер сонячні промені, щоб досягти східної (з нашої точки зору) частини атмосфери (рис. 3), повинні подолати довгий шлях, в результаті чого вони піддаються великому ослаблення. Тому небо на сході темніше, ніж на заході. Вдень ці відмінності дуже малі і практично непомітні.
Відповідь на V питання.
Днем зірки залишаються на небі. Більш того - вони світять так само яскраво, як і вночі. Однак їх світло набагато слабкіше не тільки сонячних променів, але і світла, який розсіюється в атмосфері. Тому зірки як ніби зникають при денному світлі. (Деякі вважають, що найяскравіші зірки можна побачити і вдень, треба тільки точно знати їх положення. Мені це не вдалося. Спробуйте, може, у вас вийде).
Якби у людини був тільки одне око, то навіть на Землі він не зміг би вловити, що предмети знаходяться від нього на різній відстані. Це досягається тільки тому, що ми дивимося на світ двома очима. Але і тут людські можливості обмежені до кількох сотень метрів по дуже простій причині: праве і ліве око розташовані дуже близько один від одного, і тому при великих відстанях всі предмети здаються однаково віддаленими від нас. У цьому можна переконатися в горах або на морі. Так само ми сприймаємо і небесні тіла - Сонце, Місяць, планети і зірки, хоча насправді вони знаходяться від нас на різних відстанях.
Відповідь на VII питання.
Із Землі зірки здаються дуже маленькими джерелами світла. Їх промені теж проходять через атмосферу. На шляху їм зустрічаються випадкові і нестійкі згустки повітря (так звані флуктуації щільності), які порушують їх яскравість і колір. Ось чому далекі і тому здаються нам маленькими зірки мерехтять і переливаються різними кольорами. Що стосується тіл, які здаються нам великими, наприклад. Сонце, Місяць, то мерехтіння окремих частин їхніх дисків накладається і взаємно вирівнюється. Такі тіла не мерехтять (у всякому разі їх мерехтіння можна побачити неозброєним оком).
ЗБІГНЄВ ПЛОХОЦКІЙ
Журнал "Горизонти техніки для дітей" №3-84г.