Задание №19 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ
В ясную погоду наблюдают цвет Луны при её разных положениях: высоко над горизонтом и вблизи горизонта. В каком случае цвет Луны имеет красный оттенок? Ответ поясните.
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение.
Данная задача основана на явлении рассеяния света в земной атмосфере. Солнечный свет, отражённый от Луны, представляет собой смесь электромагнитных волн разной длины (разных цветов спектра).
1. Физическое явление: Атмосфера Земли содержит молекулы газов и частицы пыли, которые рассеивают свет. Согласно закону Рэлея, коротковолновое излучение (синий, голубой, фиолетовый цвета) рассеивается в атмосфере гораздо сильнее, чем длинноволновое (красный, оранжевый цвета).
2. Анализ пути света: Когда Луна находится высоко над горизонтом (в зените), свет проходит через слой атмосферы под прямым углом. В этом случае путь света в воздушной оболочке Земли минимален, и рассеяние синей части спектра не столь значительно — Луна кажется нам белой или слегка желтоватой.
3. Причина изменения цвета: Когда Луна находится низко над горизонтом, свет от неё проходит через гораздо более толстый слой атмосферы (путь лучей в воздухе увеличивается в несколько раз). За время прохождения этого длинного пути практически все короткие волны (сине-голубая часть спектра) рассеиваются в стороны, не доходя до наблюдателя. До глаз человека доходят преимущественно те лучи, которые рассеиваются слабее всего — это лучи красного и оранжевого участков спектра.
4. Вывод: Именно поэтому вблизи горизонта Луна приобретает выраженный красный или медно-красный оттенок.
Ответ: Луна имеет красный оттенок, когда она находится вблизи горизонта. Это объясняется тем, что при таком положении свет проходит через более толстый слой атмосферы, в котором синие и голубые лучи рассеиваются, а до наблюдателя доходят преимущественно красные лучи, имеющие большую длину волны.
Источник: ФИПИ