空の色。 なぜ曇り空は灰色で、晴れた空は青いのでしょうか?

仮説: 作業計画: 光とは何かを研究します。 光線の入射角に応じた透明媒体の色の変化を調べます。 与える 科学的な説明観察された空の色の変化という現象は、地球の大気に入る光線の角度に関連しています。

理論的な部分 誰もが、水晶の端と小さな露の滴が虹のあらゆる色でどのようにきらめくかを見たことがあります。 どうしたの？ 結局のところ、白い太陽光線は無色透明の物体に降り注ぎます。 これらの現象は古くから人々に知られていました。 長い間白色光が最も単純であり、生成される色は特定の物体の特別な特性であると信じられていました。

1865年 ジェームズ・マクスウェル。 電磁波の理論を確立しました。 光は電磁波です。 ハインリッヒ・ヘルツは、電磁波を生成および分配する方法を発見しました。

光は、さまざまな長さの波が集まった電磁波です。 私たちの視覚では、EMWの長さの小さな間隔が光として認識されます。 これらの波が一緒になって私たちに白色光を与えます。 そして、この間隔から波の一部を選択すると、それらは何らかの色を持った光として認識されます。 原色は全部で7つあります。

実験手順： 容器（水槽）に水を入れます。 水に少量のミルクを加えます（これは塵の粒子です）。 懐中電灯の光を水の上に向けます。 これは正午の空の色です。 水への光の入射角を0度から90度まで変化させ、色の変化を観察します。

結論: 空の色の変化は、光線が地球の大気に入る角度に依存します。 空の色は一日の中で青から赤へと変化します。 そして、光が大気中に入らなくなると、地球上の特定の場所に夜が訪れます。 天気が良い夜には、遠くの星からの光が届き、月が反射光で輝きます。

私のトピックの関連性は、多くの人が明確な内容を見ているため、リスナーにとって興味深く有益であるという事実にあります。 青空、それを賞賛しますが、なぜこれがそんなに青いのか、何がそのような色を与えるのかを知っている人はほとんどいません。

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プレビュー:

1. 導入。 と。 3
2. 主要部分。 と。 4 -6

1. クラスメイトの推測

1. 古代科学者の推測
2. 現代的な視点
3. 空のさまざまな色
4. 結論。

1. 結論。 と。 7
2. 文学。 と。 8

1. はじめに。

晴れていて、雲一つなく、空の色が青いときが好きです。 「空はなぜ青いのだろう？」と私は思いました。

研究テーマ:なぜ空は青いのでしょうか？

研究の目的：なぜ空が青いのか分かりますか？

研究目的：

古代の科学者の仮定を調べてください。

現代科学の視点を学びましょう。

空の色を観察してください。

研究対象- 人気の科学文献。

研究テーマ- 空の青い色。

研究仮説:

雲が水蒸気と水で構成されているとします。 青色;

あるいは、太陽の光が空をこの色に染めます。

研究計画：

1. 百科事典を見る;
2. インターネットで情報を検索します。
3. あなたの周りの世界について研究したトピックを思い出してください。
4. お母さんに聞いてください。
5. クラスメイトの意見を聞いてみましょう。

私のトピックの関連性は、多くの人が澄んだ青い空を見て賞賛しますが、なぜ空がそんなに青いのか、何がそのような色を与えているのかを知っている人はほとんどいないため、それがリスナーにとって興味深く有益であるという事実にあります。

2. メイン部分。

クラスメイトの推測。

「空はなぜ青いのですか?」という質問にクラスメートは何と答えるだろうかと考えました。 もしかしたら、誰かの意見が私の意見と一致するかもしれませんし、あるいは全く異なる意見になるかもしれません。

本校3年生24名を対象に調査を実施した。 回答を分析すると次のことがわかりました。

8 人の生徒は、空が青いのは地球から蒸発した水のせいだと言いました。

4 人の学生が青は心を落ち着かせる色だと答えました。

4 人の生徒は、空の色は大気と太陽の影響を受けると考えています。

3 人の生徒は、宇宙は暗く、大気は白いため、色は青になると信じています。

2 人の生徒は、太陽光線が大気中で屈折して青色が形成されると信じています。

2 人の学生が、寒いので空の青という選択肢を提案しました。

生徒 1 人 - これが自然の仕組みです。

興味深いのは、私の仮説の 1 つが、雲は水蒸気で構成されており、水は青いという、メンバーの最も一般的な意見と一致していることです。

古代の科学者の推測。

自分の疑問に対する答えを文献から探し始めたとき、多くの科学者が答えを求めて頭を悩ませていることを知りました。 多くの仮説と仮定が立てられました。

例えば、 古代ギリシャ語、質問 - 空はなぜ青いのですか? - 私なら迷わず「空が青いのは、最も純粋な水晶でできているからです！」と答えます。 空はいくつかの水晶球であり、驚くべき精度で互いに挿入されています。 そしてその真ん中には地球があり、海、都市、寺院、 山の頂上、林道、居酒屋、要塞。

これは古代ギリシャ人の理論でしたが、なぜ彼らはそう考えたのでしょうか？ 空には触れることができず、ただ眺めるだけでした。 観察して反省してください。 と、いろいろ推測してみます。 私たちの時代では、そのような推測は「科学理論」と呼ばれますが、古代ギリシャ人の時代には、それは推測と呼ばれていました。 そこで、古代ギリシャ人は、長い観察とさらに長い考察を経て、これが空の青い色のような奇妙な現象の単純で美しい説明であると判断しました。

なぜそう思ったのか調べてみることにしました。 普通のガラスを置くと透明であることがわかります。 しかし、そのようなガラスを何枚も重ねて覗いてみると、青みがかった色が見えるでしょう。

空の色のこの単純な説明は 1500 年間続きました。

レオナルド・ダ・ヴィンチは、空がこの色に塗られているのは、「...暗闇の上の光が青くなるから...」と示唆しました。

他の何人かの科学者も同じ意見を持っていましたが、それでも後になって、この仮説が根本的に間違っていることが明らかになりました。なぜなら、黒と白を混ぜると青になる可能性は低く、これらの色の組み合わせでは灰色とその色合いしか得られないからです。

18 世紀の少し後、空の色は空気の成分によって与えられると信じられていました。 この理論によれば、純粋な空気は黒色であるため、空気には多くの不純物が含まれていると考えられていました。 この理論の後、さらに多くの仮定や推測がありましたが、どれも正当化できませんでした。

現代的な視点。

私は現代の科学者の意見に目を向けました。 現代の科学者はその答えを見つけ、空が青い理由を証明しました。

空は単なる空気であり、私たちが毎秒呼吸する普通の空気であり、透明で無重力であるため、見ることも触れることもできません。 しかし、私たちは透明な空気を吸っているのに、なぜ頭の上があんなに青い色になるのでしょうか？

その秘密はすべて私たちの大気中にあることが判明しました。

太陽光線は地面に当たる前に巨大な空気層を通過しなければなりません。

太陽の光線 - 白。 そして、白い色は色のついた光線の混合物です。 虹の色を覚えやすくする小さな韻のように:

1. 各（赤）
2. ハンター（オレンジ）
3. 願い事（黄色）
4. 知っています（緑）
5. どこ（青）
6. 座っている（青）
7. キジ（紫）

太陽の光が空気の粒子と衝突すると、7 色の光に分かれます。

赤とオレンジの光線は最も長く、太陽から直接私たちの目に届きます。 そして、青色の光線は最も短く、空気の粒子からあらゆる方向に反射し、他の光線よりも地面に到達する量が少なくなります。 したがって、空は青い光線で満たされます。

空のさまざまな色。

空はいつも青いわけではありません。 たとえば、太陽が光を出さない夜には、空は青くなく、大気は透明に見えます。 そして、透明な空気を通して、人は惑星や星を見ることができます。 そして日中は、再び青色が宇宙天体を私たちの目から隠します。

空の色は赤いです - 夕暮れ時、 曇った天気白かグレー。

結論。

したがって、調査を行った結果、次の結論を導き出すことができます。

1. すべての秘密は私たちの大気中の空の色にあります- 地球の空気の殻の中。
2. 大気中を通過する太陽の光線は 7 色の光線に分かれます。
3. 赤とオレンジの光線が最も長く、青の光線が最も短いです。.
4. 青い光線は他の光線よりも地球に到達することが少なく、これらの光線のおかげで空は青で満たされます。
5. 空はいつも青いわけではありません。

重要なことは、空が青い理由がわかったということです。 私の 2 番目の仮説は部分的に裏付けられました。太陽には空をこの色に染める光線があります。 クラスメイト 2 人の推測が最も正解に近いことが判明しました。

地方自治体の予算 教育機関

「キスロフスカヤ中等学校」トムスク地区

研究

お題：「夕日はなぜ赤いのか…」

(光の分散)

完了した作業: 、

5年A組の生徒

監督者;

化学の先生

1. はじめに…………………………………………………………………… 3

2. 本編………………………………………………………………4

3. 光とは………………………………………………………….. 4

研究テーマ– 夕焼けと空。

研究仮説:

太陽には光線があり、空をさまざまな色で染めます。

実験室条件では赤色が得られます。

私のトピックの関連性は、リスナーにとって興味深く有益であるという事実にあります。なぜなら、多くの人は澄んだ青い空を見て賞賛しますが、なぜ日中は空が青く、夕暮れ時には赤くなるのか、またその理由を知っている人はほとんどいないからです。彼の色です。

2. 本編

一見すると、この質問は単純なように見えますが、実際には、大気中の光の屈折の深い側面に影響を与えます。 この質問に対する答えを理解するには、光とは何かを理解する必要があります。.jpg" align="left" height="1 src=">

光とは何ですか？

太陽光はエネルギーです。 暖かい 太陽の光、レンズによって焦点が合わされ、火に変わります。 光と熱は白い面で反射され、黒い面で吸収されます。 それが理由です 白い服黒より冷たい。

光の性質は何ですか? 光の研究を初めて本格的に試みたのはアイザック・ニュートンでした。 彼は、光は弾丸のように発射される微粒子で構成されていると信じていました。 しかし、光のいくつかの特性はこの理論では説明できません。

別の科学者ホイヘンスは、光の性質について別の説明を提案しました。 彼は光の「波」理論を開発しました。 彼は、池に投げられた石が波を起こすのと同じように、光がパルス、つまり波を形成すると信じていました。

今日の科学者は光の起源についてどのような見解を持っていますか? 現在、光波には次の効果があると考えられています。 特徴粒子と波の両方を同時に。 両方の理論を確認するために実験が行われています。

光は、約 300,000 km/s の速度で移動し、波の性質を持つ無重力、無質量の粒子である光子で構成されています。 光の波の周波数がその色を決定します。 また、発振周波数が高くなるほど波長は短くなります。 それぞれの色には独自の振動周波数と波長があります。 白い太陽光は、ガラスのプリズムを通して屈折すると見える多くの色で構成されています。

1. プリズムは光を分解します。

2. 白色光は複雑です。

三角プリズムを通る光の通過をよく観察すると、光が空気からガラスに入るとすぐに白色光の分解が始まることがわかります。 ガラスの代わりに、光を透過する他の材料を使用することもできます。

この実験が何世紀にもわたって生き残り、その方法論が大きな変更を加えずに今でも研究室で使用されていることは注目に値します。

分散 (緯度) – 散乱、分散 – 分散

I. 分散に関するニュートンの実験。

I. ニュートンは光の分散現象を最初に研究した人物であり、彼の最も重要な科学的業績の 1 つと考えられています。 1731 年に建てられ、彼の最も重要な発見の象徴を手に持つ若者の像で飾られた彼の墓石には、プリズムを持った人物がいて、記念碑の碑文には次のような言葉が刻まれているのは当然のことです。彼は光線の違いと同時に現れるさまざまな性質を研究しましたが、これはこれまで誰も疑っていなかったことでした。」 最後の記述は完全に正確ではありません。 分散は以前から知られていましたが、詳細には研究されていませんでした。 ニュートンは望遠鏡を改良しているときに、レンズによって生成された画像の端に色があることに気づきました。 屈折によって着色されたエッジを調べることにより、ニュートンは光学の分野で発見を行いました。

可視スペクトル

白色ビームがプリズム内で分解されると、異なる波長の放射線が異なる角度で屈折するスペクトルが形成されます。 スペクトルに含まれる色、つまり、1 つの波長 (または非常に狭い範囲) の光波によって生成できる色は、スペクトル色と呼ばれます。 主なスペクトル色 (それぞれに独自の名前があります) と、これらの色の発光特性を表に示します。

スペクトル内の各「色」は、特定の長さの光の波と一致する必要があります

スペクトルの最も単純な概念は、虹を見ることで得られます。 白色光は水滴で屈折して虹を形成します。白色光はあらゆる色の多くの光線で構成されており、屈折の仕方が異なるためです。赤色の光が最も弱く、青と紫が最も強いのです。 天文学者は、スペクトルから多くのことが学べるため、太陽、星、惑星、彗星のスペクトルを研究します。

窒素" href="/text/category/azot/" rel="bookmark">窒素。赤色と青色の光は酸素と異なる相互作用をします。青色の波長は酸素原子のサイズにほぼ対応しており、この青色のおかげで光は酸素によってさまざまな方向に散乱されますが、赤色の光は静かに通過します。 大気層。 実際、紫色の光は大気中でさらに散乱しますが、人間の目は青色の光ほど敏感ではありません。 その結果、人間の目は酸素によって散乱された青色光を四方八方から捉えていることが分かり、 なぜ空なのか私たちには青く見えます。

地球に大気がなければ、太陽は明るい白い星として私たちに見え、空は黒くなるでしょう。

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異常現象

https://pandia.ru/text/80/039/images/image008_21.jpg" alt="オーロラ" align="left" width="140" height="217 src=">!} オーロラ 古来、人々はオーロラの雄大な姿に感嘆し、その起源について疑問を抱いてきました。 オーロラに関する最も初期の言及の 1 つはアリストテレスにあります。 2300 年前に書かれた彼の『気象学』には、次のように書かれています。「晴れた夜には、空に隙間、隙間、血のように赤い色など、多くの現象が観察されることがあります。

火が燃えているようだ。」

透明な光が夜に波打つのはなぜですか?

大空に広がる細い炎は何でしょうか？

雲を脅かすことのない稲妻のように

地上から天頂まで奮闘中?

どうして凍ったボールになるのでしょうか

真冬に火事がありましたか？

オーロラとは何ですか？ どのように形成されるのでしょうか？

答え。 オーロラは、太陽から飛来する荷電粒子（電子や陽子）と原子や分子の相互作用によって生じる発光です。 地球の大気。 大気の特定の領域および特定の高度でのこれらの荷電粒子の出現は、相互作用の結果です。 太陽風と 磁場地球。

エアロゾル" href="/text/category/ayerozolmz/" rel="bookmark">塵や水分のエアロゾル散乱。これらは太陽の色の分解（散乱）の主な原因です。天頂位置では、空気中のエアロゾル成分に対する太陽光線はほぼ直角に発生し、観察者の目と太陽の間の層は重要ではなく、太陽が地平線に下がれば下がるほど、層の厚さは増加します。 大気そしてその中のエアロゾル懸濁液の量。 太陽光線は観察者に対して、浮遊粒子への入射角を変化させ、太陽光の散乱が観察されます。 したがって、上で述べたように、太陽光は 7 つの原色で構成されています。 それぞれの色は、電磁波と同様に、独自の長さと大気中で散逸する能力を持っています。 スペクトルの原色は、赤から紫までスケール上に順番に配置されます。 赤という色は、大気中で散逸する (したがって吸収する) 能力が最も低いです。 分散現象により、スケール上の赤色に続くすべての色がエアロゾル懸濁液の成分によって散乱され、吸収されます。 観察者には赤色だけが見えます。 これは、大気の層が厚ければ厚いほど、浮遊物質の密度が高くなるほど、より多くのスペクトル線が散乱および吸収されることを意味します。 有名な 自然現象: 1883 年のクラカトア火山の強力な噴火の後、異常に明るく赤い夕日が数年間にわたって地球上のさまざまな場所で観察されました。 これは、噴火中に火山塵が大気中に強力に放出されたことで説明されます。

私の研究はここで終わるわけではないと思います。 まだ質問があります。 私は知りたいです：

光線がさまざまな液体や溶液を通過すると何が起こるか。

光がどのように反射され、吸収されるか。

この研究を終えて、私は光の屈折という現象がどれほど素晴らしく、実践に役立つものであるかを確信しました。 これで夕焼けが赤い理由が分かりました。

文学

1. 、物理学。 化学。 5～6年生 教科書。 M.: バスタード、2009 年、p.106

2. 自然界のダマスク鋼現象。 M.: 教育、1974 年、143 ページ。

3.「虹を作るのは誰?」 – クヴァント、1988 年、第 6 号、46 ページ。

4. ニュートン I. 光学に関する講義。 自然の中のタラソフ。 – M.: 教育、1988 年

インターネットリソース:

1. http://potomy. ru/空はなぜ青いの?

2. http://www. ヴォプロシー・カク・イ・ポチェム。 ru 空はなぜ青いの？

3. http://経験。 ru/カテゴリ/教育/

美しい青空に白いふわふわの透明なマントが風になびくと、人々はますます顔を上げ始めます。 同時に、銀の雨の糸が入った大きな灰色の毛皮のコートを着ると、周りの人は傘の下でそれから隠れます。 服装が濃い紫の場合、誰もが家に座って晴れた青い空を見たいと思っています。

そして、待望の晴れた青空が現れ、金色の太陽の光で飾られたまばゆい青いドレスを着たときにのみ、人々は喜び、そして笑顔で、良い天気を期待して家を出ます。

なぜ空は青いのかという疑問は、太古の昔から人間の心を悩ませてきました。 ギリシャの伝説がその答えを見つけました。 彼らは、この色合いは最も純粋な水晶によって与えられたと主張しました。

レオナルド・ダ・ヴィンチやゲーテの時代にも、空はなぜ青いのかという疑問への答えを求めていました。 彼らは、空の青い色は光と闇が混ざり合うことで得られると信じていました。 しかし、後に、これらの色を組み合わせると、灰色のスペクトルのトーンのみが得られ、色は得られないことが判明したため、この理論は支持できないとして反駁されました。

しばらくして、なぜ空は青いのかという疑問に対する答えは、18 世紀にマリオット、ブーゲー、オイラーによって説明しようと試みられました。 彼らは、これが空気を構成する粒子の自然な色であると信じていました。 この理論は、特に液体酸素と液体オゾンが青色であることが判明した次の世紀の初めにも人気がありました。

ソシュールは、多かれ少なかれ賢明な考えを最初に思いついた人で、空気が不純物がなく完全に純粋であれば、空は黒くなるだろうと示唆しました。 しかし、大気にはさまざまな要素（たとえば、蒸気や水滴）が含まれているため、それらは色を反射して、空に望ましい色合いを与えます。

この後、科学者たちは真実にどんどん近づき始めました。 アラゴは、空から反射する散乱光の特性の 1 つである偏光を発見しました。 この発見において物理学は間違いなく科学者を助けました。 その後、他の研究者がその答えを探し始めました。 同時に、なぜ空は青いのかという疑問は科学者にとって非常に興味深いものであったため、それを解明するために膨大な数の異なる実験が行われました。その結果、青い色の主な理由は次のようなものであるという考えに至りました。私たちの太陽の光は大気中に散乱しているだけです。

説明

分子光散乱について数学に基づいた答えを最初に作成したのは、イギリスの研究者レイリーでした。 彼は、光が散乱するのは大気中の不純物によるものではなく、空気分子そのものによるものであると仮説を立てました。 彼の理論は発展しました - そしてこれが科学者たちが到達した結論です。

太陽光線は、地球の大気（厚い空気の層）、いわゆる地球の空気エンベロープを通って地球に到達します。 暗い空は空気で完全に満たされています。空気は完全に透明であるという事実にもかかわらず、空ではなく、窒素（78％）と酸素（21％）の気体分子、および水滴、蒸気、氷の結晶および固体物質の小片（たとえば、ほこり、すす、灰、海塩などの粒子）。

一部の光線はガス分子の間を自由に通過し、それらを完全に迂回するため、変化することなく地球の表面に到達しますが、ほとんどの光線はガス分子と衝突し、励起されてエネルギーを受け取り、さまざまな方向に多色の光線を放出します。空が色づき、晴れた青空が見えます。

白色光自体は虹のすべての色で構成されており、構成要素に分解するとよく見ることができます。 空気分子は、波長が最も短く、スペクトルの最も短い部分であるため、青と紫の色を最も多く散乱します。

青と紫の色が大気中に少量の赤、黄、緑と混ざると、空は青く「輝き」始めます。

私たちの惑星の大気は均一ではなく、むしろ異なっており（地球の表面近くでは上よりも密度が高い）、異なる構造と特性を持っているため、青い色合いを観察できます。 日没や日の出前、つまり太陽光線の長さが著しく長くなるとき、青く、 紫色大気中に消散し、地球の表面に到達することは絶対にありません。 この時期に私たちが空で観察する黄と赤の波は、うまく到達しています。

夜、太陽の光が地球のある面に届かなくなると、その面の大気は透明になり、「黒い」空間が見えます。 これはまさに大気圏外の宇宙飛行士が見ている光景です。 宇宙飛行士が幸運だったことは注目に値します。なぜなら、彼らは地表から15km以上上空にいると、日中に太陽と星を同時に観察できるからです。

他の惑星の空の色

空の色は大気によって大きく左右されるので、当然のことですが、 さまざまな惑星色が違います。 興味深いことに、土星の大気は私たちの惑星と同じ色です。

天王星の空はとても美しいアクアマリン色です。 その雰囲気は主にヘリウムと水素で構成されています。また、赤を完全に吸収し、緑と青の色を散乱させるメタンも含まれています。 青い色の海王星の空: この惑星の大気には私たちの大気ほどヘリウムや水素は含まれていませんが、赤色光を中和するメタンが大量に存在します。

地球の衛星である月や水星、冥王星には大気がまったくなく、光線が反射されないため、空は黒く、星は簡単に識別できます。 ブルーと 緑の色太陽光線は金星の大気によって完全に吸収され、太陽が地平線に近づくと空は黄色になります。