Заходи Сонця нерідко породжують красиві картини. Небо і хмари забарвлюються різними кольорами – тут і червоний, і рожевий, і жовтий, і ніжно-блакитний. Жоден захід не повторюється! Очевидно, вся ця краса можлива завдяки тому, що заходить Сонце змінює свій колір з яскраво-жовтого на помаранчевий і навіть червоний. Але чому так відбувається? Чому сонце на заході червоне?
Насправді фізика процесу дуже проста.
Під час заходів Сонце часто буває корисним або помаранчевим. Чому?
Як відомо, Земля оточена атмосферою (простіше кажучи, повітрям). І це дуже добре, адже ми нею дихаємо! Атмосфера складається в основному з двох газів – азоту і кисню. Крім того, в невеликих кількостях в ній присутні аргон, пари води і вуглекислий газ. Все це існує у вигляді безладно літають навколо нас і стикаються один з одним молекул.
Світло Сонця, перш ніж потрапити в наші очі, повинен спочатку подолати 150 мільйонів кілометрів – відстань від Сонця до Землі (і в цьому немає жодної проблеми – світло проробляє цей фокус всього за 8 хвилин), а потім пройти крізь товщу атмосфери. І ось тут у сонячного світла починаються проблеми.
Якщо ви пам’ятаєте, світло, яке випромінює Сонце, практично білий . Ну добре, можливо, трохи жовтуватий. А що це означає? Це означає, що в пучку сонячного світла присутній світло самих різних довжин хвиль – від фіолетового (довжина хвилі якого становить приблизно 400 нм) до червоного (760 нм). Найбільше в сонячному світлі зеленого і жовтого світла, але, зливаючись і перемішуючись з фіолетовим, синім, оранжевим і червоним, він стає білим.
Але що відбувається зі світлом, коли він проходить через земну атмосферу? Він стикається з безладно літаючими тут і там молекулами повітря! Молекули ці дуже маленькі, але і довжина хвилі видимого світла така ж маленька. Отже, частина світла буде розсіяна в різні боки і не дійде до наших очей . А може бути, і дійде, але переотразівшісь від будь-якої іншої молекули.
Коли Сонце на заході, світло від нього проходить через велику товщу атмосфери, ніж днем, коли наше денне світило знаходиться поблизу зеніту. Молекули атмосфери поглинають і розсіюють синє світло набагато краще, ніж червоний, тому сонячне світло втрачає короткохвильову складову і доходить до нас червонуватим і сильно ослабленим.
Постає питання: чи однаково розсіюється світло різних довжин хвиль? Виявляється, ні, не однаково. Чим коротше довжина хвилі, тим важче уникнути світла зіткнення зі зустрілася на його шляху молекулою. Це і зрозуміло – довгохвильовому світла легше обігнути перешкоду, ніж короткохвильового.
Отже, блакитний і фіолетовий світло, що йде від Сонця буде краще розсіюватися в небі, ніж помаранчевий і червоний.
А тепер погляньте днем на небо. Якого воно кольору? Звичайно, блакитного, якщо тільки не затягнуте хмарами. А Сонце якого кольору? Швидше за все, жовте! Чому? Тому що йому не вистачає того самого блакитного і синього світла, який було відібрано і розсіяний атмосферою Землі, щоб бути білим!
До речі, ось тут ви можете почитати , чому небо блакитне. Але, я думаю, все вже ясно, вірно?
Що ж відбувається на заході Сонця? А відбувається дуже цікава річ: світло зірки проходить через велику товщу атмосфери, ніж днем. Чи згодні? Значить, сонячне світло втратить ще більше короткохвильового світла, поки дійде до нас! Доходить до того, що навіть жовтий і зелений світло Сонця, розсіюється гірше, ніж синій, також розсіюється в достатніх кількостях, фарбуючи небо в самі різні відтінки. В результаті безпосередньо від Сонця доходить до нас тільки самий довгохвильовий червоне світло! І сама наша денна зірка на заході буває зовсім не яскрава. Ще б пак – адже більша частина його світла була відібрана атмосферою!
Ось чому при заході Сонце червоне!
Але почекайте, скажете ви. Чому ж тоді один захід відрізняється від іншого? Чому призахідне Сонце буває яскраво помаранчевим і навіть жовтим?
Це залежить від стану атмосфери у горизонту в конкретний вечір. Зважені в повітрі дрібні частинки підсилюють ефект. Наприклад, в степу заходи влітку часто дуже красиві через дрібного пилу в повітрі. Пил легко відбирає у Сонця майже весь світ, так як її частинки набагато більші, ніж молекули повітря. Якщо подивитися на Сонце крізь пил або дим пожежі, воно завжди буде червоним. (Найбільша, звичайний пил, як і водяна пара, буде розсіювати весь світ Сонця рівномірно.) У моря роль пилу часто грають частинки солі, які створюють ефект Тиндаля.
До речі, розсіювання світла на великих частинках – ефект Тиндаля – ви можете легко побачити будинки. Візьміть склянку, налийте води і розчиніть в ньому трохи звичайного мила. Потім пропустіть через стакан світло білого ліхтарика. На виході він буде вже жовтуватим!