Решение: Оттенок рассеянного света
Статья к заданиюРассеяние световых лучей в атмосфере
Прочитайте текст и выполните задания.
Проходя через земную атмосферу, поток солнечных лучей частично рассеивается, частично поглощается и до Земли доходит ослабленным.
В видимой части спектра поглощение играет малую роль в сравнении с рассеянием. Именно за счёт рассеяния происходит главное ослабление световых солнечных лучей.
Рассеяние световых лучей сильно зависит от длины волны: короткие световые волны (фиолетово-голубая часть спектра) рассеиваются значительно сильнее длинных (красная часть спектра). Это приводит к тому, что мы видим небо голубым вследствие рассеяния солнечного света в атмосфере Земли.
Чем ближе опускается Солнце к горизонту, тем больше ослабляются его лучи (см. рисунок 1). На рисунке наблюдатель находится на Земле в точке О. Если Солнце в зените, то есть вертикально над головой, то его лучи проходят в атмосфере путь АО. По мере приближения Солнца к горизонту путь его лучей увеличивается и достигает максимальной длины (ЕО), когда Солнце оказывается на горизонте.
Рисунок 1. Длина пути, проходимого солнечными лучами в атмосфере, при разной высоте Солнца над горизонтом
На более длинном пути потери коротковолновых, то есть фиолетовых и синих лучей становятся более заметными, и в прямом свете Солнца до поверхности Земли доходят преимущественно длинноволновые лучи: красные, оранжевые, жёлтые. Поэтому цвет Солнца по мере его опускания к горизонту становится сначала жёлтым, затем оранжевым и красным. Красный цвет Солнца и голубой цвет неба – это два следствия одного и того же процесса рассеяния.
В 1869 г. английский физик Дж. Тиндаль выполнил следующий опыт: через прямоугольный аквариум, заполненный водой, пропустил слабо расходящийся узкий пучок белого света. Какой оттенок — голубой или красный — имел пучок при рассмотрении его с выходного торца? Ответ поясните.
Используйте свойства рассеяния света разных длин волн.
Решение по шагам
3 шагаБелый свет содержит лучи разных цветов, которым соответствуют разные длины волн.
При рассеянии коротковолновые голубые лучи рассеиваются сильнее, чем длинноволновые красные.
При наблюдении с выходного торца голубая составляющая в исходном направлении ослабляется сильнее, поэтому в прошедшем пучке относительно больше красного света.
Пучок имел красный оттенок: голубые лучи рассеиваются сильнее красных и в большей степени выходят из исходного направления, поэтому на выходе преобладает красная составляющая.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Указывать голубой оттенок, не учитывая, что голубой свет сильнее рассеивается в стороны.
Путать цвет рассеянного в стороны света с цветом пучка, наблюдаемого с выходного торца.
Объяснять явление преломлением вместо рассеяния.