Почему небо голубое, а закат красный

Белый свет состоит из цветов

Ещё Ньютон показал, что белый солнечный свет разлагается призмой на радугу: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый. Разные цвета это волны разной длины: у красного около 700 нанометров, у синего около 450.

Воздух рассеивает синий

Свет, проходя через атмосферу, сталкивается с молекулами азота и кислорода и рассеивается, то есть разлетается в разные стороны. Английский физик лорд Рэлей в 1871 году вывел, что сила такого рассеяния зависит от длины волны очень сильно: обратно пропорционально её четвёртой степени.

(700 / 450)⁴ ≈ 5,9

Значит, синий свет рассеивается почти в шесть раз сильнее красного. Куда ни посмотри в небо, оттуда к нам летит рассеянный свет, а в нём больше всего синего. Поэтому небо голубое.

Почему не фиолетовое

Фиолетовый рассеивается ещё сильнее синего. Но в солнечном свете его меньше, часть поглощается высоко в атмосфере, а наши глаза к фиолетовому менее чувствительны. Мозг складывает всё это и видит голубой.

Почему закат красный

Вечером Солнце низко, и его свет идёт к нам сквозь атмосферу наискосок, через путь в десятки раз длиннее, чем днём. По дороге почти весь синий рассеивается в стороны, и до глаз доходят только красный и оранжевый.

Белые облака и голубые закаты Марса

Капли воды в облаках гораздо крупнее молекул воздуха и рассеивают все цвета одинаково. Белый свет остаётся белым, поэтому облака белые, а грозовые тучи серые: они такие толстые, что свет сквозь них почти не проходит.

На Марсе всё наоборот. Атмосфера разреженная, зато в ней много мелкой пыли, которая рассеивает красный. Днём марсианское небо желтовато-рыжее, а на закате вокруг Солнца голубое. Это сфотографировали марсоходы.

Частые вопросы