저녁이 되면 하늘은 왜 분홍색으로 변할까요? 밤에 빛이 나는 이유: 이 현상에 대한 몇 가지 주요 이유

과학적 진보와 다양한 정보 출처에 대한 무료 접근에도 불구하고, 하늘이 왜 파란지에 대한 질문에 사람이 정확하게 답할 수 있는 경우는 거의 없습니다.

낮에는 왜 하늘이 파랗거나 파랗나요?

태양이 방출하는 백색광은 빨간색, 주황색, 노란색, 녹색, 파란색, 남색, 보라색의 7가지 색상 스펙트럼으로 구성됩니다. 학교에서 알려진 작은 운율인 "모든 사냥꾼은 꿩이 어디에 있는지 알고 싶어합니다"는 각 단어의 첫 글자로 이 스펙트럼의 색상을 정확하게 결정합니다. 각 색상에는 고유한 빛의 파장이 있습니다. 빨간색이 가장 길고 보라색이 가장 짧습니다.

우리에게 친숙한 하늘(대기)은 고체 미세입자, 작은 물 방울, 기체 분자로 구성되어 있습니다. 오랫동안 하늘이 파란색인 이유를 설명하려는 몇 가지 잘못된 가정이 있었습니다.

• 작은 물 입자와 다양한 가스 분자로 구성된 대기는 파란색 스펙트럼 광선을 잘 통과시키고 빨간색 스펙트럼 광선이 지구에 닿는 것을 허용하지 않습니다.
• 공기 중에 부유하는 작은 고체 입자(예: 먼지)는 파란색과 보라색 파장을 가장 적게 산란하므로 다른 스펙트럼 색상과 달리 지구 표면에 도달합니다.

이러한 가설은 많은 유명한 과학자들에 의해 뒷받침되었지만 영국 물리학자 John Rayleigh의 연구에 따르면 고체 입자가 빛 산란의 주요 원인이 아닌 것으로 나타났습니다. 빛을 색 성분으로 분리하는 것은 대기 중의 가스 분자입니다. 하늘의 가스 입자와 충돌하는 백색 광선은 여러 방향으로 흩어집니다.

가스 분자와 충돌하면 백색광의 7가지 색상 구성 요소가 각각 산란됩니다. 동시에, 더 긴 파장의 빛(주황색과 노란색도 포함하는 스펙트럼의 빨간색 구성요소)은 짧은 파장의 빛(스펙트럼의 파란색 구성요소)보다 덜 잘 산란됩니다. 이 때문에 산란 후에는 빨간색보다 파란색 스펙트럼 색상이 8배 더 많이 공기 중에 남아 있습니다.

보라색은 파장이 가장 짧지만 보라색과 녹색 파도가 혼합되어 하늘은 여전히 ​​파랗게 보입니다. 또한 우리의 눈은 파란색과 보라색의 밝기가 동일할 때 보라색보다 파란색을 더 잘 인식합니다. 하늘의 색 구성표를 결정하는 것은 이러한 사실입니다. 대기는 말 그대로 청청색 광선으로 가득 차 있습니다.

그렇다면 일몰은 왜 빨간색일까요?

그러나 하늘이 항상 푸른 것은 아닙니다. 자연스럽게 질문이 생깁니다. 하루 종일 파란 하늘을 본다면 일몰은 왜 빨간색일까요? 우리는 위에서 빨간색이 가스 분자에 의해 가장 덜 산란된다는 것을 알았습니다. 일몰 동안 태양은 수평선에 접근하고 태양 광선은 낮과 같이 수직이 아닌 비스듬히 지구 표면을 향합니다.

따라서 대기를 통과하는 경로는 태양이 높은 낮에 걸리는 경로보다 훨씬 깁니다. 이로 인해 청청 스펙트럼은 지구에 도달하지 않고 두꺼운 대기층에 흡수됩니다. 그리고 적황색 스펙트럼의 더 긴 광파가 지구 표면에 도달하여 하늘과 구름을 일몰의 특징인 빨간색과 노란색으로 물들입니다.

구름은 왜 하얗나요?

구름에 관한 주제를 다루겠습니다. 파란하늘에 흰구름은 왜 있는 걸까요? 먼저, 그것이 어떻게 형성되는지 기억해 봅시다. 눈에 보이지 않는 증기를 함유한 습한 공기는 지구 표면에서 가열되어 상부의 기압이 낮기 때문에 상승하고 팽창합니다. 공기가 팽창하면 냉각됩니다. 수증기가 특정 온도에 도달하면 대기 먼지 및 기타 부유 물질 주위에 응축되어 작은 물방울이 합쳐져 구름을 형성합니다.

상대적으로 작은 크기에도 불구하고 물 입자는 가스 분자보다 훨씬 큽니다. 그리고 공기 분자를 만나면 태양 광선이 흩어지고 물방울을 만나면 빛이 반사됩니다. 이 경우 처음에 햇빛의 흰색 광선은 색상을 변경하지 않고 동시에 구름 분자를 흰색으로 "채색"합니다.

왜 하늘이 파랗고, 일몰이 붉은지라는 질문에 대답하기는 어렵습니다.

왜 이런 일이 발생합니까?

수세기 동안 과학자들은 하늘의 푸른색을 설명할 수 없었습니다.

학교 물리학 과정에서 프리즘을 사용하여 백색광을 구성 색상으로 분리할 수 있다는 것을 누구나 알고 있습니다.

이를 기억하는 간단한 문구도 있습니다.

이 문구에 있는 단어의 첫 글자는 빨간색, 주황색, 노란색, 녹색, 파란색, 남색, 보라색 등 스펙트럼의 색상 순서를 기억하는 데 도움이 됩니다.

과학자들은 하늘의 파란색이 태양 스펙트럼의 파란색 구성 요소가 지구 표면에 가장 잘 도달하는 반면 다른 색상은 대기에 흩어져 있는 오존이나 먼지에 흡수되기 때문에 발생한다고 제안했습니다. 설명은 꽤 흥미로웠지만 실험과 계산으로 확인되지는 않았습니다.

하늘의 푸른색을 설명하려는 시도는 계속되었고, 1899년 레일리 경은 마침내 이 질문에 답하는 이론을 제시했습니다.

하늘이 푸른색을 띠는 것은 공기 분자의 성질 때문인 것으로 밝혀졌다. 태양에서 나오는 일정량의 광선은 간섭 없이 지구 표면에 도달하지만 대부분은 공기 분자에 흡수됩니다. 광자를 흡수함으로써 공기 분자는 전하를 띠고(여기) 광자를 스스로 방출합니다. 그러나 이러한 광자는 서로 다른 파장을 가지며, 그 중에서 파란색을 생성하는 광자가 우세합니다. 이것이 하늘이 파랗게 보이는 이유입니다. 낮이 더 맑고 구름이 덜할수록 하늘의 푸른색은 더 포화됩니다.

그런데 하늘이 파랗다면 왜 해가 지면 진홍빛으로 변할까요?그 이유는 매우 간단합니다. 태양 스펙트럼의 빨간색 구성 요소는 다른 색상보다 공기 분자에 의해 훨씬 더 잘 흡수됩니다. 낮에는 태양 광선이 관찰자가 위치한 위도에 직접적으로 의존하는 각도로 지구 대기로 들어갑니다. 적도에서는 이 각도가 직각에 가까우며 극에 가까울수록 감소합니다. 태양이 이동함에 따라 광선이 관찰자의 눈에 도달하기 전에 통과해야 하는 공기층이 증가합니다. 결국 태양은 더 이상 머리 위에 있지 않고 수평선을 향해 기울어지고 있습니다. 두꺼운 공기층은 대부분의 태양 스펙트럼 광선을 흡수하지만 적색 광선은 거의 손실없이 관찰자에게 도달합니다. 이것이 일몰이 붉게 보이는 이유이다.

때때로 밤에 우리는 하늘이 충분히 어둡지 않은 것처럼 보이는 현상을 관찰할 기회가 있습니다. 그리고 오늘은 밤에 하늘이 밝은 이유에 대한 질문을 살펴보겠습니다.

겨울 밤에는 왜 빛이 나나요?

겨울철에는 여름보다 훨씬 일찍 어두워지기 시작한다는 사실뿐만 아니라 날씨가 일반적으로 낮에도 낮 시간이 덜 밝아 보인다는 사실에도 익숙합니다. 그럼에도 불구하고 때때로 우리는 상당히 밝은 밤을 관찰할 기회가 있기 때문에 겨울 밤에 하늘이 왜 밝은지에 대한 질문을 생각해 볼 필요가 있습니다.

밤에 하늘이 더 밝아지는 데는 두 가지 이유가 있을 수 있습니다.

• 밤이 평소만큼 어둡지 않고 바깥에 눈의 형태로 강수량이 있다는 것을 알게 된다면 눈이 그토록 밝은 하늘의 원인임을 확신할 수 있습니다. 눈송이는 랜턴의 빛과 달빛을 반사하여 밤하늘이 더욱 환해지는 환상을 만들어냅니다.
• 하늘이 충분히 밝고 강수량이 없으면 이 현상의 원인은 강하고 구름이 적은 것으로 간주될 수 있습니다. 구름에 주의하십시오 - 평소보다 낮습니다. 이러한 이유로 구름은 지구에서 나오는 빛을 반사하는 역할을 하여 밝은 하늘처럼 보이는 착각을 불러일으킵니다.

왜 밤에도 낮처럼 밝습니까?

지구 표면의 야간 조명에 대해 궁금해 할 때 예를 들어 상트 페테르부르크에서 관찰되는 소위 "백야"에 대한 정보에 직접 관심이 있다면 이 상황에서 대답은 완전히 다음과 같습니다. 다른.

우선, 그러한 백야는 상트 페테르부르크뿐만 아니라 지구의 다른 많은 지역에서도 관찰된다는 점에 주목할 가치가 있습니다. 예를 들어, 그린란드에서도 비슷한 현상이 나타나기 때문에 누군가가 그린란드에서 밤에 왜 빛이 나는지에 대한 질문에 관심을 가질 가능성이 높습니다.

행성 규모의 사건은 그러한 현상의 발생에 대한 책임이 있는 것으로 간주됩니다. 사실은 특정 시점에서 지구가 특정 궤적을 따라 태양을 중심으로 회전하고 자체 축을 중심으로 회전한다는 사실로 인해 우리 행성은 밤에도 태양이 있는 궤적에 있다는 것입니다. 예를 들어 상트페테르부르크나 그린란드와 같은 영토는 수평선보다 훨씬 아래에 위치하지 않습니다. 따라서 밤에도 햇빛이 지구 표면에 산란되고 위에서 언급 한 지역에서는 일반적인 밤 대신 일종의 황혼이 관찰됩니다.

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2011년 11월 6일 로스앤젤레스의 일몰은 거의 핏빛이었고 태양은 거대했습니다. 태양을 둘러싼 하늘도 밝은 주황색-빨간색이었습니다. 그것은 놀라운 광경이었습니다. 사람들은 그를 보기 위해 길에 멈춰 섰다. Planet X가 점점 가까워지고 있는 것 같은데요? 그리고 붉어지는 것은 꼬리 때문이고, 태양의 증가도 먼지의 붉은색 때문이었을까요? [그리고 다른 곳에서] 2011년 11월 5일 이 사진은 인디애나 주 코코모 근처에서 일출 직전에 촬영되었습니다. 작년 늦여름부터 나는 이와 같은 분홍색 구름을 자주 보았고, 맑은 날에는 동트기 전 하늘이 점점 더 핏빛으로 붉어지는 것을 보았습니다. 2011년 11월 3일 흐린 날에 찍은 이 사진은 일출 후 약 1시간 후에 촬영되었습니다. 태양이 구름 사이로 엿보고 있으며 수평선 근처의 구름은 분홍색입니다. 해가 뜨고 약 2시간 30분쯤 지나자 이 사진처럼 수평선 근처에 약간 분홍색의 구름이 여전히 보였습니다. 그 순간에는 아직 사진을 한 장도 찍지 못했습니다. 일반적으로 분홍색은 새벽이 지나면 사라집니다. 오늘 오후에는 구름이 많았고 일몰 두 시간 전에 구름이 분홍색으로 변하는 것을 보았습니다. 행성 X의 꼬리가 지구에 닿기 시작하면 낮에는 구름이 더 분홍빛을 띠게 될까요, 아니면 약간 흐릿하고 흐린 하늘이 더 붉게 변할까요?

인류는 뜨고 지는 태양이 한낮의 태양보다 크고, 일출과 일몰의 태양과 주변 구름이 주황색이라는 사실에 익숙합니다. 우리는 이것이 스펙트럼의 빨간색 영역에서 빛이 더 쉽게 휘어지기 때문이라고 설명했습니다. 따라서 빨간색 광선은 지구의 중력으로 인해 주로 지평선 위에서 휘어지는 반면, 스펙트럼의 다른 부분에서 나오는 빛은 그다지 많이 휘어지지 않습니다. 모든 방향으로 태양으로부터 나오는 스펙트럼의 이 부분에서 나오는 빛은 지구의 중력에 의해 구부러지므로 일반적으로 지구상의 관찰자의 양쪽에서 통과하는 빛은 중심을 향해 구부러집니다. 따라서 그것은 측면에서 관찰자의 눈이나 카메라에 접근하고 태양으로부터 직접 직선으로 접근하여 더 넓은 그림을 그립니다.

Planet X의 꼬리에서 나오는 붉은 먼지의 양이 대기 중 증가함에 따라 이것이 어떻게 변할까요? 분명히, 대기를 관통하는 모든 빛은 점차 빛 스펙트럼의 빨간색 영역으로 이동합니다. 먼지는 주로 스펙트럼의 빨간색 영역에서 나오는 빛을 반사하고 스펙트럼의 다른 영역에서 나오는 빛을 흡수하기 때문에 빨간색으로 나타납니다. 그러면 지구에 도달하는 햇빛이 점점 더 빛 스펙트럼의 빨간색 영역으로 떨어지게 된다는 점을 고려하면 그 효과는 어떻게 될까요? 물론, 최근 북미에서 붉은 오로라가 부분적으로 지구와 행성 X 사이의 중력 춤으로 인해 관찰되었습니다. 다른 왜곡이 발생합니까?

주의 깊은 관찰자가 지적했듯이, 해질녘에 태양은 평소보다 더 크게 보입니다. 만약 적색 스펙트럼의 빛이 태양을 떠난 후 지구를 향해 편향된다면, 지구 대기의 증가된 붉은 먼지 양은 태양에서 지구로 오는 이러한 광선에 어떤 영향을 미칠까요? 우리는 일출과 일몰 시 태양의 겉보기 크기가 훨씬 더 커지면서 지구의 중력 중심을 향한 추가 편향을 기대할 수 있습니다. 모든 행성 물체의 크기는 왜곡될 수 있습니다. 달은 더 크게 보일 수도 있고 더 가까워 보일 수도 있으며 때로는 관찰자들을 놀라게 할 수도 있습니다. 당국은 이에 대해 어떠한 설명도 하지 않을 것이며, 평소와 마찬가지로 아무 것도 제시하지 않고 침묵을 지킬 것입니다. NASA와 전문가들은 더욱 당황스러울 것이고, 더 많은 걱정하는 사람들이 답을 찾기 위해 인터넷을 샅샅이 뒤지기 시작할 것입니다. 종말 예언에서 붉은 먼지가 언급되고 그 모습은 감출 수 없기 때문입니다.