Istituzione educativa di bilancio comunale
Distretto di Tomsk "Scuola secondaria Kislovskaya".
Ricerca
Argomento: “Perché il tramonto è rosso...”
(Dispersione della luce)
Lavoro completato: ,
studente della classe 5A
Supervisore;
insegnante di chimica
1. Introduzione ……………………….. 3
2. Parte principale…………………4
3. Cos’è la luce…………….. 4
Materia di studio– tramonto e cielo.
Ipotesi di ricerca:
Il sole ha raggi che colorano il cielo di diversi colori;
Il colore rosso può essere ottenuto in condizioni di laboratorio.
L'importanza del mio argomento sta nel fatto che sarà interessante e utile per gli ascoltatori perché molte persone guardano il cielo azzurro e lo ammirano, e pochi sanno perché è così blu durante il giorno e rosso al tramonto e cosa dà questo è il suo colore.
2. Parte principale
A prima vista, questa domanda sembra semplice, ma in realtà riguarda aspetti profondi della rifrazione della luce nell'atmosfera. Prima di poter capire la risposta a questa domanda, devi avere un'idea di cosa sia la luce..jpg" align="left" Height="1 src=">
Cos'è la luce?
La luce solare è energia. Il calore dei raggi solari, focalizzati dalla lente, si trasforma in fuoco. La luce e il calore vengono riflessi dalle superfici bianche e assorbiti da quelle nere. Ecco perché i vestiti bianchi sono più freschi di quelli neri.
Qual è la natura della luce? La prima persona a tentare seriamente di studiare la luce fu Isaac Newton. Credeva che la luce fosse costituita da particelle corpuscolari che vengono sparate come proiettili. Ma alcune caratteristiche della luce non potevano essere spiegate con questa teoria.
Un altro scienziato, Huygens, propose una spiegazione diversa per la natura della luce. Ha sviluppato la teoria "ondulatoria" della luce. Credeva che la luce formasse impulsi, o onde, nello stesso modo in cui un sasso gettato in uno stagno crea onde.
Quali opinioni hanno oggi gli scienziati sull’origine della luce? Oggi si ritiene che le onde luminose abbiano le caratteristiche sia delle particelle che delle onde allo stesso tempo. Sono in corso esperimenti per confermare entrambe le teorie.
La luce è composta da fotoni, particelle prive di peso e massa che viaggiano a una velocità di circa 300.000 km/s e hanno le proprietà delle onde. La frequenza dell'onda della luce ne determina il colore. Inoltre, maggiore è la frequenza di oscillazione, minore è la lunghezza d'onda. Ogni colore ha la propria frequenza di vibrazione e lunghezza d'onda. La luce solare bianca è composta da molti colori che possono essere visti quando viene rifratta attraverso un prisma di vetro.
1. Un prisma decompone la luce.
2. La luce bianca è complessa.
Se osservi attentamente il passaggio della luce attraverso un prisma triangolare, puoi vedere che la decomposizione della luce bianca inizia non appena la luce passa dall'aria al vetro. Al posto del vetro si possono utilizzare altri materiali trasparenti alla luce.
È notevole che questo esperimento sia sopravvissuto a secoli e la sua metodologia sia ancora utilizzata nei laboratori senza cambiamenti significativi.
dispersione (lat.) – dispersione, dispersione - dispersione
I. Esperimenti di Newton sulla dispersione.
I. Newton fu il primo a studiare il fenomeno della dispersione della luce ed è considerato uno dei suoi risultati scientifici più importanti. Non per niente sulla sua lapide, eretta nel 1731 e decorata con figure di giovani che tengono in mano gli emblemi delle sue scoperte più importanti, una figura regge un prisma, e l'iscrizione sul monumento contiene le parole: “ Ha studiato la differenza tra i raggi luminosi e le varie proprietà che apparivano contemporaneamente, qualcosa che nessuno sospettava prima”. L’ultima affermazione non è del tutto esatta. La dispersione era nota in precedenza, ma non è stata studiata in dettaglio. Migliorando i telescopi, Newton notò che l'immagine prodotta dalla lente era colorata ai bordi. Esaminando i bordi colorati dalla rifrazione, Newton fece le sue scoperte nel campo dell'ottica.
Spettro visibile
Quando un raggio bianco viene scomposto in un prisma, si forma uno spettro in cui la radiazione di diverse lunghezze d'onda viene rifratta ad angoli diversi. I colori inclusi nello spettro, cioè quei colori che possono essere prodotti da onde luminose di una lunghezza d'onda (o di un intervallo molto ristretto), sono chiamati colori spettrali. I principali colori spettrali (che hanno nomi propri), nonché le caratteristiche di emissione di questi colori, sono presentati nella tabella:
Ogni “colore” nello spettro deve essere abbinato a un’onda luminosa di una certa lunghezza
L'idea più semplice dello spettro può essere ottenuta osservando un arcobaleno. La luce bianca, rifratta nelle gocce d'acqua, forma un arcobaleno, poiché è composta da molti raggi di tutti i colori, e vengono rifratti in modo diverso: quelli rossi sono i più deboli, il blu e il viola sono i più forti. Gli astronomi studiano gli spettri del Sole, delle stelle, dei pianeti e delle comete, poiché da essi si può imparare molto.
Azoto" href="/text/category/azot/" rel="bookmark">azoto. La luce rossa e blu interagiscono in modo diverso con l'ossigeno. Poiché la lunghezza d'onda del colore blu corrisponde approssimativamente alla dimensione dell'atomo di ossigeno e a causa di questo blu la luce viene dispersa dall'ossigeno in diverse direzioni, mentre la luce rossa attraversa facilmente lo strato atmosferico. Infatti, la luce viola è diffusa ancora di più nell'atmosfera, ma l'occhio umano è meno sensibile ad essa rispetto alla luce blu. Il risultato è che l'occhio di una persona è catturato da ogni lato dalla luce blu diffusa dall'ossigeno, che ci fa apparire il cielo azzurro.
Senza atmosfera sulla Terra, il Sole ci apparirebbe come una stella bianca brillante e il cielo sarebbe nero.
0 " style="border-collapse:collapse;border:none">
Fenomeni insoliti
https://pandia.ru/text/80/039/images/image008_21.jpg" alt="Aurora" align="left" width="140" height="217 src=">!} Aurore Sin dai tempi antichi, le persone hanno ammirato la maestosa immagine delle aurore e si sono interrogate sulla loro origine. Una delle prime menzioni delle aurore si trova in Aristotele. Nella sua “Meteorologia”, scritta 2300 anni fa, si legge: “A volte nelle notti limpide si osservano molti fenomeni nel cielo: buchi, buchi, colore rosso sangue...
Sembra che ci sia un fuoco che brucia."
Perché un raggio chiaro si increspa di notte?
Quale sottile fiamma si diffonde nel firmamento?
Come un fulmine senza nuvole minacciose
Sforzarsi dalla terra allo zenit?
Come può essere una palla congelata?
C'è stato un incendio in pieno inverno?
Cos'è l'aurora? Come si forma?
Risposta. L'aurora è un bagliore luminescente risultante dall'interazione di particelle cariche (elettroni e protoni) che volano dal Sole con atomi e molecole dell'atmosfera terrestre. La comparsa di queste particelle cariche in determinate regioni dell’atmosfera e a determinate altitudini è il risultato dell’interazione del vento solare con il campo magnetico terrestre.
Aerosol" href="/text/category/ayerozolmz/" rel="bookmark">dispersione tramite aerosol di polvere e umidità, queste sono la causa principale della decomposizione del colore solare (dispersione). Nella posizione zenitale, l'incidenza del i raggi del sole sui componenti aerosol dell'aria si verificano quasi ad angolo retto, il loro strato tra gli occhi dell'osservatore e il Sole è insignificante.Più il sole scende all'orizzonte, maggiore è lo spessore dello strato di aria atmosferica e la quantità di sospensione di aerosol in esso aumenta. I raggi del sole, rispetto all'osservatore, modificano l'angolo di incidenza sulle particelle sospese, quindi si osserva la dispersione della luce solare. Quindi, come accennato in precedenza, la luce solare è composta da sette colori primari. Ciascun colore , come un'onda elettromagnetica, ha una propria lunghezza e capacità di disperdersi nell'atmosfera. I colori primari dello spettro sono disposti in ordine su una scala, dal rosso al viola. Il colore rosso ha la minore capacità di disperdersi (e quindi assorbire) nell'atmosfera.Con il fenomeno della dispersione, tutti i colori che seguono il rosso sulla scala vengono dispersi dai componenti della sospensione aerosol e da questi assorbiti. L'osservatore vede solo il colore rosso. Ciò significa che più spesso è lo strato di aria atmosferica, maggiore è la densità della materia sospesa, maggiore sarà la dispersione e l'assorbimento dei raggi dello spettro. Un fenomeno naturale ben noto: dopo la potente eruzione del vulcano Krakatoa nel 1883, per diversi anni furono osservati tramonti rossi insolitamente luminosi in diversi luoghi del pianeta. Ciò è spiegato dal potente rilascio di polvere vulcanica nell'atmosfera durante l'eruzione.
Penso che la mia ricerca non finirà qui. Ho ancora delle domande. Voglio sapere:
Cosa succede quando i raggi luminosi attraversano vari liquidi e soluzioni;
Come la luce viene riflessa e assorbita.
Dopo aver completato questo lavoro, mi sono convinto di quanto sorprendente e utile per le attività pratiche possa essere contenuto nel fenomeno della rifrazione della luce. È stato questo che mi ha permesso di capire perché il tramonto è rosso.
Letteratura
1. , Fisica. Chimica. 5-6 gradi Manuale. M.: Bustard, 2009, p.106
2. Fenomeni dell'acciaio damascato in natura. M.: Educazione, 1974, 143 p.
3. "Chi fa l'arcobaleno?" – Kvant 1988, n° 6, pagina 46.
4. Newton I. Lezioni di ottica. Tarasov in natura. – M.: Educazione, 1988
Risorse Internet:
1. http://potomy. ru/ Perché il cielo è azzurro?
2. http://www. voprosy-kak-i-pochemu. ru Perché il cielo è azzurro?
3. http://esperienza. ru/categoria/istruzione/
In una limpida giornata di sole, il cielo sopra di noi appare di un azzurro brillante. La sera il tramonto colora il cielo di rosso, rosa e arancione. Allora perché il cielo è azzurro e cosa rende rosso il tramonto?
Di che colore è il sole?
Ovviamente il sole è giallo! Tutti gli abitanti della terra risponderanno e gli abitanti della Luna non saranno d'accordo con loro.
Dalla Terra, il Sole appare giallo. Ma nello spazio o sulla Luna il Sole ci apparirebbe bianco. Nello spazio non c'è atmosfera che possa disperdere la luce solare.
Sulla Terra, alcune delle lunghezze d'onda corte della luce solare (blu e viola) vengono assorbite mediante diffusione. Il resto dello spettro appare giallo.
E nello spazio, il cielo appare scuro o nero anziché blu. Questo è il risultato dell'assenza di atmosfera, quindi la luce non viene dispersa in alcun modo.
Ma se chiedi del colore del sole la sera. A volte la risposta è che il sole è ROSSO. Ma perché?
Perché il sole è rosso al tramonto?
Mentre il Sole si muove verso il tramonto, la luce solare deve percorrere una distanza maggiore nell'atmosfera per raggiungere l'osservatore. La luce meno diretta arriva ai nostri occhi e il Sole appare meno luminoso.
Poiché la luce solare deve percorrere distanze più lunghe, si verifica una maggiore dispersione. La parte rossa dello spettro della luce solare attraversa l'aria meglio della parte blu. E vediamo un sole rosso. Più il Sole scende verso l'orizzonte, più grande è l'ariosa “lente d'ingrandimento” attraverso la quale lo vediamo, e più è rosso.
Per lo stesso motivo il Sole ci appare di diametro molto più grande che durante il giorno: lo strato d'aria svolge il ruolo di una lente d'ingrandimento per un osservatore terrestre.
Il cielo attorno al sole al tramonto può avere colori diversi. Il cielo è più bello quando l'aria contiene tante piccole particelle di polvere o acqua. Queste particelle riflettono la luce in tutte le direzioni. In questo caso vengono disperse le onde luminose più corte. L'osservatore vede raggi luminosi con lunghezze d'onda maggiori, motivo per cui il cielo appare rosso, rosa o arancione.
La luce visibile è un tipo di energia che può viaggiare attraverso lo spazio. La luce del sole o di una lampada a incandescenza appare bianca, anche se in realtà è una miscela di tutti i colori. I colori primari che compongono il bianco sono rosso, arancione, giallo, verde, blu, indaco e viola. Questi colori si trasformano continuamente l'uno nell'altro, quindi oltre ai colori primari esiste anche un numero enorme di sfumature diverse. Tutti questi colori e sfumature possono essere osservati nel cielo sotto forma di un arcobaleno che appare in una zona ad alta umidità.
L'aria che riempie l'intero cielo è una miscela di minuscole molecole di gas e piccole particelle solide come la polvere.
I raggi del sole, provenienti dallo spazio, iniziano a disperdersi sotto l'influenza dei gas atmosferici e questo processo avviene secondo la legge di diffusione di Rayleigh. Mentre la luce viaggia attraverso l’atmosfera, la maggior parte delle lunghezze d’onda lunghe dello spettro ottico passano invariate. Solo una piccola parte dei colori rosso, arancione e giallo interagisce con l'aria, urtando molecole e polvere.
Quando la luce incontra le molecole del gas, la luce può essere riflessa in varie direzioni. Alcuni colori, come il rosso e l'arancione, raggiungono direttamente l'osservatore passando direttamente nell'aria. Ma la maggior parte della luce blu viene riflessa dalle molecole dell’aria in tutte le direzioni. Questo disperde la luce blu nel cielo e lo fa apparire blu.
Tuttavia, molte lunghezze d'onda della luce più corte vengono assorbite dalle molecole di gas. Una volta assorbito, il colore blu viene emesso in tutte le direzioni. È sparso ovunque nel cielo. Non importa in quale direzione guardi, parte di questa luce blu diffusa raggiunge l'osservatore. Poiché la luce blu è visibile ovunque in alto, il cielo appare blu.
Se guardi verso l'orizzonte, il cielo avrà una tonalità più chiara. Questo è il risultato della luce che percorre una distanza maggiore attraverso l'atmosfera per raggiungere l'osservatore. La luce diffusa viene nuovamente dispersa dall'atmosfera e meno luce blu raggiunge gli occhi dell'osservatore. Pertanto il colore del cielo vicino all'orizzonte appare più pallido o addirittura appare completamente bianco.
Perché lo spazio è nero?
Non c'è aria nello spazio. Poiché non ci sono ostacoli da cui la luce possa essere riflessa, la luce viaggia direttamente. I raggi di luce non sono dispersi e il “cielo” appare scuro e nero.
Atmosfera.
L'atmosfera è una miscela di gas e altre sostanze che circondano la Terra sotto forma di un guscio sottile, per lo più trasparente. L'atmosfera è mantenuta in posizione dalla gravità terrestre. I componenti principali dell'atmosfera sono azoto (78,09%), ossigeno (20,95%), argon (0,93%) e anidride carbonica (0,03%). L'atmosfera contiene anche piccole quantità di acqua (in diversi luoghi la sua concentrazione varia dallo 0% al 4%), particelle solide, gas neon, elio, metano, idrogeno, cripton, ozono e xeno. La scienza che studia l'atmosfera si chiama meteorologia.
La vita sulla Terra non sarebbe possibile senza la presenza dell’atmosfera, che fornisce l’ossigeno di cui abbiamo bisogno per respirare. Inoltre, l'atmosfera svolge un'altra importante funzione: uniforma la temperatura in tutto il pianeta. Se non ci fosse l'atmosfera, in alcune parti del pianeta ci potrebbe essere un caldo torrido, mentre in altre un freddo estremo, l'intervallo di temperatura potrebbe oscillare da -170°C di notte a +120°C di giorno. L'atmosfera ci protegge anche dalle radiazioni nocive del Sole e dello spazio, assorbendole e disperdendole.
La struttura dell'atmosfera
L'atmosfera è costituita da diversi strati, la divisione in questi strati avviene in base alla loro temperatura, composizione molecolare e proprietà elettriche. Questi strati non hanno confini chiaramente definiti; cambiano stagionalmente e, inoltre, i loro parametri cambiano a diverse latitudini.
Omosfera
- I 100 km inferiori, comprendenti la Troposfera, la Stratosfera e la Mesopausa.
- Costituisce il 99% della massa dell'atmosfera.
- Le molecole non sono separate dal peso molecolare.
- La composizione è abbastanza omogenea, ad eccezione di alcune piccole anomalie locali. L'omogeneità è mantenuta dalla miscelazione costante, dalla turbolenza e dalla diffusione turbolenta.
- L'acqua è uno dei due componenti distribuiti in modo non uniforme. Quando il vapore acqueo sale, si raffredda e si condensa, per poi ritornare al suolo sotto forma di precipitazioni: neve e pioggia. La stratosfera stessa è molto secca.
- L’ozono è un’altra molecola la cui distribuzione non è uniforme. (Leggi di seguito sullo strato di ozono nella stratosfera.)
Eterosfera
- Si estende al di sopra dell'omosfera e comprende la termosfera e l'esosfera.
- La separazione delle molecole in questo strato si basa sui loro pesi molecolari. Le molecole più pesanti come azoto e ossigeno sono concentrate nella parte inferiore dello strato. Quelli più leggeri, elio e idrogeno, predominano nella parte superiore dell'eterosfera.
Divisione dell'atmosfera in strati a seconda delle loro proprietà elettriche.
Atmosfera neutra
- Sotto i 100 km.
Ionosfera
- Circa sopra i 100 km.
- Contiene particelle caricate elettricamente (ioni) prodotte dall'assorbimento della luce ultravioletta
- Il grado di ionizzazione cambia con l'altitudine.
- Diversi strati riflettono le onde radio lunghe e corte. Ciò consente ai segnali radio che viaggiano in linea retta di piegarsi attorno alla superficie sferica della terra.
- Le aurore si verificano in questi strati atmosferici.
- Magnetosferaè la parte superiore della ionosfera, che si estende fino a circa 70.000 km di altitudine, questa altitudine dipende dall'intensità del vento solare. La magnetosfera ci protegge dalle particelle cariche ad alta energia provenienti dal vento solare mantenendole nel campo magnetico terrestre.
Divisione dell'atmosfera in strati a seconda della loro temperatura
Altezza del bordo superiore troposfera dipende dalle stagioni e dalla latitudine. Si estende dalla superficie terrestre fino a un'altitudine di circa 16 km all'equatore e fino a un'altitudine di 9 km ai Poli Nord e Sud.
- Il prefisso "tropo" significa cambiamento. I cambiamenti nei parametri della troposfera si verificano a causa delle condizioni meteorologiche, ad esempio a causa del movimento dei fronti atmosferici.
- All’aumentare dell’altitudine, la temperatura diminuisce. L'aria calda sale, poi si raffredda e ricade sulla Terra. Questo processo è chiamato convezione e si verifica a seguito del movimento delle masse d'aria. I venti in questo strato soffiano prevalentemente verticalmente.
- Questo strato contiene più molecole di tutti gli altri strati messi insieme.
Stratosfera- si estende da circa 11 km a 50 km di altitudine.
- Ha uno strato d'aria molto sottile.
- Il prefisso "strato" si riferisce a strati o divisione in strati.
- La parte inferiore della stratosfera è abbastanza calma. Gli aerei a reazione spesso volano nella bassa stratosfera per evitare il maltempo nella troposfera.
- Nella parte superiore della stratosfera ci sono forti venti conosciuti come correnti a getto d'alta quota. Soffiano orizzontalmente a velocità fino a 480 km/h.
- La stratosfera contiene lo "strato di ozono", situato ad un'altitudine compresa tra 12 e 50 km circa (a seconda della latitudine). Sebbene la concentrazione di ozono in questo strato sia di soli 8 ml/m 3, è molto efficace nell'assorbire i dannosi raggi ultravioletti del sole, proteggendo così la vita sulla terra. La molecola di ozono è composta da tre atomi di ossigeno. Le molecole di ossigeno che respiriamo contengono due atomi di ossigeno.
- La stratosfera è molto fredda, con una temperatura di circa -55°C nella parte inferiore e che aumenta con l'altitudine. L'aumento della temperatura è dovuto all'assorbimento dei raggi ultravioletti da parte dell'ossigeno e dell'ozono.
Mesosfera- si estende ad altitudini di circa 100 km.
Se il nostro pianeta non ruotasse attorno al Sole e fosse assolutamente piatto, il corpo celeste sarebbe sempre allo zenit e non si muoverebbe da nessuna parte: non ci sarebbe né tramonto, né alba, né vita. Fortunatamente, abbiamo l'opportunità di osservare il sole sorgere e tramontare e quindi la vita sul pianeta Terra continua.
La Terra si muove instancabilmente attorno al Sole e al suo asse, e una volta al giorno (ad eccezione delle latitudini polari) il disco solare appare e scompare oltre l'orizzonte, indicando l'inizio e la fine delle ore diurne. Pertanto, in astronomia, l'alba e il tramonto sono i momenti in cui il punto più alto del disco solare appare o scompare sopra l'orizzonte.
A sua volta, il periodo prima dell'alba o del tramonto è chiamato crepuscolo: il disco solare si trova vicino all'orizzonte, e quindi alcuni raggi, entrando negli strati superiori dell'atmosfera, si riflettono da esso sulla superficie terrestre. La durata del crepuscolo prima dell'alba o del tramonto dipende direttamente dalla latitudine: ai poli durano da 2 a 3 settimane, nelle zone polari - diverse ore, alle latitudini temperate - circa due ore. Ma all'equatore, il tempo prima dell'alba va dai 20 ai 25 minuti.
Durante l'alba e il tramonto si crea un certo effetto ottico quando i raggi del sole illuminano la superficie terrestre e il cielo colorandoli di toni multicolori. Prima dell'alba, all'alba, i colori hanno sfumature più delicate, mentre il tramonto illumina il pianeta con raggi di rosso intenso, bordeaux, giallo, arancione e molto raramente verde.
Il tramonto ha una tale intensità di colori dovuta al fatto che durante il giorno la superficie terrestre si riscalda, l'umidità diminuisce, la velocità dei flussi d'aria aumenta e la polvere si alza nell'aria. La differenza di colore tra l'alba e il tramonto dipende in gran parte dall'area in cui si trova una persona e osserva questi sorprendenti fenomeni naturali.
Caratteristiche esterne di un meraviglioso fenomeno naturale
Poiché l'alba e il tramonto possono essere considerati due fenomeni identici che differiscono l'uno dall'altro nella saturazione dei colori, la descrizione del sole che tramonta all'orizzonte può essere applicata anche al tempo prima dell'alba e al suo aspetto, solo al contrario ordine.
Quanto più il disco solare scende verso l'orizzonte occidentale, tanto meno luminoso diventa e diventa prima giallo, poi arancione e infine rosso. Anche il cielo cambia colore: prima è dorato, poi arancione e sul bordo rosso.
Quando il disco solare si avvicina all'orizzonte, acquisisce un colore rosso scuro, e su entrambi i lati è possibile vedere una striscia luminosa dell'alba, i cui colori dall'alto verso il basso vanno dai toni del verde bluastro all'arancio brillante. Allo stesso tempo, sopra l'alba si forma un bagliore incolore.
Contemporaneamente a questo fenomeno, dalla parte opposta del cielo, appare una striscia di colore cenere-bluastro (l'ombra della Terra), sopra la quale si vede un segmento di colore rosa-arancio, la Cintura di Venere - appare sopra l'orizzonte ad un'altitudine compresa tra 10 e 20° e in un cielo limpido visibile ovunque sul nostro pianeta.
Quanto più il sole si allontana dall'orizzonte, tanto più viola diventa il cielo e quando scende da quattro a cinque gradi sotto l'orizzonte, l'ombra acquisisce i toni più saturi. Successivamente, il cielo diventa gradualmente rosso fuoco (raggi del Buddha), e dal punto in cui tramonta il disco del sole, strisce di raggi luminosi si estendono verso l'alto, gradualmente svanendo, dopo la scomparsa delle quali si può vedere vicino una striscia sbiadita di colore rosso scuro. L'orizzonte.
Dopo che l'ombra della Terra riempie gradualmente il cielo, la Cintura di Venere si dissipa, la sagoma della Luna appare nel cielo, poi le stelle - e cade la notte (il crepuscolo termina quando il disco solare scende di sei gradi sotto l'orizzonte). Più tempo passa dopo che il Sole lascia l'orizzonte, più freddo diventa e al mattino, prima dell'alba, si osserva la temperatura più bassa. Ma tutto cambia quando, qualche ora dopo, il Sole rosso comincia a sorgere: il disco solare appare a est, la notte se ne va e la superficie terrestre comincia a riscaldarsi.
Perché il sole è rosso
Il tramonto e l'alba del Sole rosso hanno attirato l'attenzione dell'umanità fin dai tempi antichi, e quindi le persone, utilizzando tutti i metodi a loro disposizione, hanno cercato di spiegare perché il disco solare, essendo giallo, acquisisce una tinta rossastra sulla linea dell'orizzonte. Il primo tentativo di spiegare questo fenomeno furono le leggende, seguite da segni popolari: le persone erano sicure che il tramonto e il sorgere del sole rosso non promettessero nulla di buono.
Erano convinti, ad esempio, che se il cielo fosse rimasto rosso per molto tempo dopo l'alba, la giornata sarebbe stata insopportabilmente calda. Un altro segno diceva che se prima dell'alba il cielo a est è rosso, e dopo l'alba questo colore scompare immediatamente, pioverà. Anche il sorgere del Sole rosso prometteva maltempo se, dopo la sua comparsa nel cielo, assumeva immediatamente un colore giallo chiaro.
Il sorgere del Sole rosso in una tale interpretazione difficilmente potrebbe soddisfare a lungo la mente umana curiosa. Pertanto, dopo la scoperta di varie leggi fisiche, inclusa la legge di Rayleigh, si è scoperto che il colore rosso del Sole è spiegato dal fatto che, avendo l'onda più lunga, si disperde molto meno nella densa atmosfera della Terra rispetto ad altri colori.
Pertanto, quando il Sole è all'orizzonte, i suoi raggi scivolano lungo la superficie terrestre, dove l'aria in questo momento non ha solo la massima densità, ma anche un'umidità estremamente elevata, che ritarda e assorbe i raggi. Di conseguenza, solo i raggi rossi e arancioni riescono a sfondare l'atmosfera densa e umida nei primi minuti dell'alba.
Alba e tramonto
Sebbene molti credano che nell'emisfero settentrionale il primo tramonto avvenga il 21 dicembre e l'ultimo il 21 giugno, in realtà questa opinione è errata: i giorni dei solstizi d'inverno e d'estate sono solo date che indicano la presenza del sole più breve o giorno più lungo dell'anno.
È interessante notare che più a nord è la latitudine, più vicino al solstizio si verifica l'ultimo tramonto dell'anno. Ad esempio, nel 2014, a una latitudine di sessantadue gradi, si è verificato il 23 giugno. Ma alla trentacinquesima latitudine, l'ultimo tramonto dell'anno è avvenuto sei giorni dopo (la prima alba è stata registrata due settimane prima, pochi giorni prima del 21 giugno).
Senza un calendario speciale a portata di mano, è abbastanza difficile determinare l'ora esatta dell'alba e del tramonto. Ciò è spiegato dal fatto che mentre ruota uniformemente attorno al proprio asse e al Sole, la Terra si muove in modo irregolare lungo un'orbita ellittica. Vale la pena notare che se il nostro pianeta si muovesse attorno al Sole, tale effetto non si osserverebbe.
L'umanità ha notato tali deviazioni temporali molto tempo fa, e quindi nel corso della sua storia le persone hanno cercato di chiarire da sole questo problema: le antiche strutture da loro erette, che ricordano estremamente gli osservatori, sono sopravvissute fino ai giorni nostri (ad esempio, Stonehenge in Inghilterra o il Piramidi Maya in America).
Negli ultimi secoli, gli astronomi hanno creato calendari lunari e solari osservando il cielo per calcolare l'ora dell'alba e del tramonto. Al giorno d'oggi, grazie alla rete virtuale, qualsiasi utente di Internet può calcolare l'alba e il tramonto utilizzando speciali servizi online: per fare ciò è sufficiente indicare la città o le coordinate geografiche (se l'area richiesta non è sulla mappa), nonché la data richiesta .
È interessante notare che con l'aiuto di tali calendari spesso è possibile scoprire non solo l'ora del tramonto o dell'alba, ma anche il periodo tra l'inizio del crepuscolo e prima dell'alba, la durata del giorno/notte, l'ora in cui il sole sarà al tramonto il suo apice e molto altro ancora.
Il mondo che ci circonda è pieno di meraviglie sorprendenti, ma spesso non prestiamo loro attenzione. Ammirando l’azzurro terso del cielo primaverile o i colori accesi del tramonto, non pensiamo nemmeno al perché il cielo cambia colore al variare dell’ora del giorno.
Siamo abituati all'azzurro brillante di una bella giornata di sole e al fatto che in autunno il cielo diventa grigio velato, perdendo i suoi colori vivaci. Ma se chiedi a una persona moderna perché ciò accade, la stragrande maggioranza di noi, una volta armata di conoscenze scolastiche di fisica, difficilmente sarà in grado di rispondere a questa semplice domanda. Nel frattempo, non c'è nulla di complicato nella spiegazione.
Cos'è il colore?
Dal corso di fisica scolastico dovremmo sapere che le differenze nella percezione del colore degli oggetti dipendono dalla lunghezza d'onda della luce. Il nostro occhio è in grado di distinguere solo una gamma abbastanza ristretta di radiazioni ondulatorie, dove le onde più corte sono blu e le più lunghe rosse. Tra questi due colori primari si trova tutta la nostra tavolozza di percezione dei colori, espressa dalla radiazione ondulatoria in diverse gamme.
Un raggio di sole bianco è in realtà costituito da onde di tutte le gamme di colori, che è facile vedere facendolo passare attraverso un prisma di vetro: probabilmente ricordi questa esperienza scolastica. Per ricordare la sequenza dei cambiamenti nelle lunghezze d'onda, ad es. sequenza di colori dello spettro della luce diurna, è stata inventata una frase divertente su un cacciatore, che ognuno di noi ha imparato a scuola: Ogni cacciatore vuole sapere, ecc. 
Poiché le onde di luce rossa sono le più lunghe, sono meno suscettibili alla diffusione quando le attraversano. Pertanto, quando è necessario evidenziare visivamente un oggetto, viene utilizzato prevalentemente il colore rosso, che è chiaramente visibile da lontano con qualsiasi tempo.
Pertanto, un semaforo di divieto o qualsiasi altra spia di pericolo è rosso, non verde o blu.
Perché il cielo diventa rosso al tramonto?
Nelle ore serali prima del tramonto, i raggi del sole cadono sulla superficie terrestre ad angolo e non direttamente. Devono superare uno strato di atmosfera molto più spesso che durante il giorno, quando la superficie della terra è illuminata dai raggi diretti del sole.
In questo momento, l'atmosfera agisce come un filtro colorato che disperde i raggi da quasi tutta la gamma visibile, ad eccezione del rosso, il più lungo e quindi il più resistente alle interferenze. Tutte le altre onde luminose vengono disperse o assorbite dalle particelle di vapore acqueo e polvere presenti nell'atmosfera.
Quanto più basso è il Sole rispetto all'orizzonte, tanto più spesso è lo strato di atmosfera che i raggi luminosi devono superare. Pertanto, il loro colore si sta spostando sempre più verso la parte rossa dello spettro. A questo fenomeno è associata una superstizione popolare secondo la quale un tramonto rosso preannuncia un forte vento il giorno successivo. 
Il vento ha origine negli strati alti dell'atmosfera e a grande distanza dall'osservatore. I raggi obliqui del sole evidenziano la zona emergente della radiazione atmosferica, in cui ci sono molte più polveri e vapori che in un'atmosfera calma. Pertanto prima di una giornata ventosa assistiamo ad un tramonto particolarmente rosso e luminoso.
Perché il cielo è azzurro durante il giorno?
Le differenze nella lunghezza d’onda della luce spiegano anche l’azzurro limpido del cielo diurno. Quando i raggi del sole colpiscono direttamente la superficie terrestre, lo strato di atmosfera che attraversano ha lo spessore più piccolo.
La diffusione delle onde luminose avviene quando entrano in collisione con le molecole di gas che compongono l'aria e in questa situazione la gamma di luce a lunghezza d'onda corta risulta essere la più stabile, ad es. onde luminose blu e viola. In una bella giornata senza vento, il cielo acquisisce una profondità e un azzurro sorprendenti. Ma perché allora nel cielo vediamo il blu e non il viola?
Il fatto è che le cellule dell'occhio umano responsabili della percezione del colore percepiscono il blu molto meglio del viola. Tuttavia, il viola è troppo vicino al limite del campo di percezione.
Questo è il motivo per cui vediamo il cielo di un azzurro brillante se non ci sono componenti di dispersione nell'atmosfera diversi dalle molecole d'aria. Quando nell'atmosfera appare una quantità sufficientemente grande di polvere, ad esempio in una calda estate in città, il cielo sembra svanire, perdendo il suo blu brillante.
Cielo grigio di maltempo
Ora è chiaro perché il maltempo autunnale e il nevischio invernale rendono il cielo irrimediabilmente grigio. Una grande quantità di vapore acqueo nell'atmosfera porta alla diffusione di tutti i componenti di un raggio di luce bianca, senza eccezioni. I raggi luminosi vengono frantumati in minuscole goccioline e molecole d'acqua, perdendo la loro direzione e mescolandosi nell'intera gamma dello spettro. 
Pertanto, i raggi luminosi raggiungono la superficie come se attraversassero un gigantesco paralume diffusore. Percepiamo questo fenomeno come il colore bianco-grigiastro del cielo. Non appena l'umidità viene rimossa dall'atmosfera, il cielo diventa nuovamente azzurro brillante.
Sembrerebbe che a scuola ogni studente diligente e meno diligente sappia in quali colori è diviso lo spettro, cos'è ogni colore. Tuttavia, non importa quanto diligentemente un bambino studi, non riceverà mai risposta alle principali domande che hanno turbato la sua mente inquieta fin dalla prima infanzia: perché il cielo è azzurro e perché il tramonto è rosso?
Se ti immergi un po' nella fisica, scoprirai che lo spettro rosso ha la dispersione peggiore. Ecco perché, affinché le luci di un oggetto siano visibili da lontano, vengono rese rosse. Eppure, perché il tramonto è rosso e non blu o verde?
Proviamo a pensare in modo logico. Quando il sole è direttamente all'orizzonte, i suoi raggi devono superare uno strato di atmosfera molto più grande rispetto a quando il sole è allo zenit. A causa della sua bassa disperdibilità, il colore rosso attraversa questo strato dell’atmosfera quasi senza ostacoli, e tutti gli altri colori dello spettro vengono dispersi così fortemente quando attraversano lo spessore dello spazio aereo terrestre che in realtà non sono affatto visibili. Ecco perché il tramonto è rosso!
Da ciò possiamo concludere che il tramonto sarà tanto più rosso quanto maggiore è lo strato di atmosfera tra il sole e il nostro occhio. Inoltre, affinché il tramonto sia più rosso, o addirittura cremisi, devi solo impolverarti e inquinare l'aria, quindi altri colori oltre al rosso si disperderanno ancora di più.