Задание №3 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для того чтобы ответить на вопрос, разберём физические процессы, происходящие при прохождении солнечного света через атмосферу Земли.

1. Солнечный свет является белым светом, который представляет собой смесь электромагнитных волн разной длины (всех цветов радуги: от красного до фиолетового).
2. Атмосфера Земли состоит из молекул газов и мельчайших взвешенных частиц. Когда солнечные лучи проходят сквозь атмосферу, они взаимодействуют с этими неоднородностями. Это явление называется рассеянием света.
3. Согласно закону Рэлея, интенсивность рассеяния света обратно пропорциональна четвёртой степени длины волны: $I \sim \frac{1}{\lambda^4}$. Это означает, что коротковолновое излучение (синий, голубой, фиолетовый цвета) рассеивается атмосферой гораздо сильнее, чем длинноволновое (красный, оранжевый).
4. Поскольку голубой и синий цвета имеют меньшую длину волны по сравнению с красным, они рассеиваются во все стороны наиболее интенсивно. Именно этот рассеянный свет мы видим, когда смотрим на небо в сторону от Солнца. Поэтому небо кажется нам голубым.

Рассмотрим предложенные варианты:
— Преломление (1) ответственно за изменение направления луча на границе сред, но не за окраску всего купола неба.
— Дисперсия (3) — это зависимость показателя преломления от частоты, она проявляется, например, при образовании радуги в каплях дождя.
— Рассеяние красной части (4) неверно, так как красная часть спектра проходит сквозь атмосферу почти не рассеиваясь (именно поэтому закатное Солнце кажется красным — до нас доходят только прямые нерассеянные лучи).
— Рассеяние голубой части (2) является верным физическим объяснением.

Ответ: 2

Источник: ФИПИ