Спектр сонячного світла та його розподіл
Сонячне світло має білий колір, оскільки містить усі кольори спектра. Здавалося б, небо повинно бути білим, але воно має блакитний відтінок.
Звісно, дитина може згадати відому фразу «Кожен Охотник Бажає Знати, Де Сидить Фазан», яка допомагає запам’ятати кольори веселки. Веселка — це найкращий приклад, який демонструє, як світло розкладається на хвилі різної частоти. Червоний колір має найбільшу довжину хвилі, а фіолетовий і синій — найменші.
Повітря, яке містить молекули газів, мікрокристали льоду та краплі води, сильніше розсіює світло з коротшою довжиною хвилі, тому сині та фіолетові кольори в небі присутні в восьми разів більше, ніж червоний. Це явище відоме як розсіювання Релея.
Якщо провести аналогію з кульками, які котяться по ребристій дошці, можна сказати, що чим більша кулька, тим менше ймовірність того, що вона відхилиться від курсу або застрягне.
Чому небо не може бути іншого кольору?
Логічно припустити, що небо повинно бути фіолетовим, оскільки у цього кольору найкоротша довжина хвилі. Однак є кілька факторів, які це спростовують. Спектр сонячного світла нерівномірний: відтінків фіолетового в ньому менше, ніж інших кольорів. Крім того, людське око не здатне сприймати частину спектра, що ще більше зменшує кількість фіолетових відтінків у небі.
Виникає питання: «Якщо розсіювання збільшується із зменшенням довжини хвилі, чому небо не зелене?» Насправді в атмосфері розсіюються не лише сині промені, але й інші кольори. Сині промені помітніші через свою коротку хвилю, тому вони відображаються яскравіше. Якщо б людське око сприймало цей спектр інакше, небо могло б здаватися зеленим, оскільки довжина хвилі цього кольору трохи більша за синій.
Сонячне світло працює за принципом змішування кольорів, що кардинально відрізняється від змішування фарб. Якщо змішати зелену, синю і фіолетову фарби, результат буде темним. У разі світла, чим більше кольорів змішується, тим світлішим стає результат.
Про захід сонця
Ми бачимо блакитне небо, коли Сонце знаходиться високо в небі. Однак, коли воно наближається до горизонту, а кут падіння сонячних променів зменшується, світло проходить через більшу кількість атмосфери. Це спричиняє поглинання синіх і блакитних хвиль, і вони не доходять до Землі. В той час в атмосфері розсіюються червоний та жовтий кольори, що призводить до червоного відтінку на заході сонця.