Miks on pilved valge ja pilved mustad?

Põhiline Haigused

Peenel suvepäeval on mõnikord nii meeldiv imetleda kõrgel taeval sõitvate lumivalgete pilve, mis võtavad arvesse kummaliste loomade, muinasjuttide või teiste fantaasia poolt pakutud pilte.

Aga niipea, kui taeva servale ilmub must vihma pilv, asendab muretu meeleolu kohe teadvuseta ärevuse tunne. Miks see juhtub? Miks tumedad pilved, nii valged ja valged, muutuvad kohe tumedamaks, omandades sügava, peaaegu musta värvi?

Mis on pilved?

Kõik pilved on eranditult suured, mõnikord mitu kümme kilomeetrit, väikeste veepiisade ja jääkristallide klastrid, mis liiguvad tuule jõuga üle maa pinnale 0,5 kuni 30 kilomeetri kõrgusel.

Pilve elementide mikroskoopilised mõõtmed - tilgad või jää - võimaldavad neil pikka aega õhus püsida. Kuid niipea kui pilvelementide konsolideerimise tingimused on loodud, muutuvad nad liiga raskeks, langevad ja langevad pilvest välja.

Pilved on:

- Cirrus - pööra üle taeva suurte sulede või paeladena, sirged või kõverad;

- kihiline - justkui koosneks mitmest kihist, mis asetatakse üksteise peale, sageli veidi erinevas toonis;

- kumulus - meenutab tohutuid lööke või lumivalge villaseid, mis lendavad kõrgel taevas.

Need on pilvede peamised vormid, praktikas kombineeritakse neid üksteisega kõige veideramal viisil, muutudes pinotalistlikeks, pinodo-cumulus, stratocumulus jne.

Kuidas moodustuvad pilved?

Nagu eespool mainitud, moodustavad pilved veeauru tilgad. Iga päev aurustub ookeanide, merede, järvede ja jõgede pinnast ning lihtsalt maa pinnast kümneid tuhandeid tonne vett. Esialgu paikneb see vesi sooja õhu kihtides, mis asuvad pinna lähedal.

See soe õhk, vastavalt füüsika seadustele, tõuseb, kuid mida rohkem ta liigub maast eemale, seda rohkem see jahutab. Vee molekulid, mis kaotavad energiat, hakkavad gaasilisest olekust liikuma vedelikuna, mis kondenseerub tilkade kujul.

Kuid kuna tõusnud õhk on haruldasem kui pinnalähedane alumine kiht, ei saa veepiisad kondenseeruda piisavalt suureks ja jäävad atmosfääris suspensioonina, väikseima vedelate või tahkete jääosakeste aerosoolidena. Need on pilved.

Eksperdid ütlevad, et neis leidub vett mõlemas riigis samaaegselt - tilkade ja jää kujul.

Miks pilvedel ja pilvedel on erinevad värvid?

Meteoroloogid ei kasuta terminit "pilv", vaid ütlevad, et "vihma pilv" või "äike". Me kõik teame, et kui silmapiiril ilmub tumedat pilve ja läheneb meile, siis hakkab varsti vihma. Kõige otsesem seos pilve värvi ja selle võime vahel veepiisade eraldamiseks on.

Fakt on see, et taevas kuue kilomeetri ja kõrgemal kõrgusel lendavate valge pilvede struktuur on väga haruldane ja lahti. Seetõttu läbib päikesevalgus neid peaaegu takistamatult, nagu lambi mattlambri kaudu. See tekitab mulje lumivalge õhu massist, kergest ja säravast.

Kui pilv langeb erinevatel põhjustel kahe või enama kilomeetri kõrgusele, muutub see tihedamaks ja päikesekiiri on selle paksusest raskem läbida.

Mida madalam on pilv, seda tumedam tundub: algul omandab ta helehalli tooni, siis muutub see selgelt halliks, siniseks või lillaks.

Samal ajal tihendatakse õhumass ja väikseimad tilgad lähenevad üksteisele. See toob kaasa asjaolu, et veepiisad suurenevad, mis omakorda kahjustab läbilaskvust päikesevalguse kaudu. See muutub üha tõsisemaks ja langeb madalamale ja madalamale ning nüüd tuleb hetk, mil pilv ei suuda iseenesest vett langeda ja nad hakkavad maapinnale langema.

Kondensatsiooniprotsess kestab seni, kuni pilv muutub vähem tihedaks ja hakkab tõusma ülemistes atmosfäärides.

Seega selgub, et pilve värv sõltub peamiselt selle tihedusest: mida kõrgem on see indikaator, seda tumedam on pilv.

Vihma ja udusulgede tihedus on suurim, mille tilgad on juba peaaegu kondenseerunud kuni maapinnale sattumise valmisolekuni. Sellepärast näeb vihma pilv olevat raske ja must ning pilv on valge ja kerge.

Miks on pilved valge ja pilved hallid?

Vaatamisi: 38715 Shutterstock (X8), Diomedia (x2), Friviere (CC-BY), Simon A. Eugster (CC-BY-SA) (x2)

Erineva paksuse tõttu

Sõna "pilv" on leibkonna sõna, teaduses räägivad nad ainult pilvedest. Valge ja halli pilvede erinevuse määrab nn optiline paksus - veepiisade arv päikesekiirteedel läbi pilve. Kui on vähe tilka, vahetavad nad juhuslikult päikesevalguse suunda, kuid peaaegu ei vähenda selle intensiivsust. Valgus hajub nagu mattunud lamp. Kui pilves on palju vett, siis imendub suur osa valgusest ja saadakse sünge pilv.

Miks on pilved valge

Selles artiklis vastame küsimustele, mida lapsed sageli küsivad, ja vastustest, millele paljud vanemad ei tea. Nii et alustame.

Miks on taevas sinine?

Üldiselt ei ole taevas tingimata sinine, isegi mitte tingimata sinise spektri värvid, kuid see ei ole nii oluline. Niisiis, taevas on suur õhk meie pea kohal, mida nimetatakse atmosfääriks. Õhukese õhu paksus on umbes 120 km kaugusel maa pinnast. Ja kõik see õhuõhk on midagi muud kui suur arv gaasimolekule. Samal ajal sisaldab valge päikeseline värv kogu värvispektri, kus punase spektri värvid on lõhutud palju vähem kui sinise spektri värvid. Tuleb välja, et päikesevalgus, et jõuda maa poole, peaks lekkima läbi suure hulga atmosfääri gaasimolekule. Et see protsess oleks kergemini mõistetav, kujutage ette jahu sõelumist läbi paljude sõelade. Sõltumata sõelas olevate rakkude suurusest jäävad mõned jahu tolmud. Samamoodi on valgus hajutatud atmosfääris, kuid valguse puhul lekib sinise spektri värvid läbi molekulide sõela halvemini, sest neil on suur murdumine. Selle tulemusena läbivad punase ja rohelise spektri värvid atmosfääri minimaalsete kadudega ning sinise spektri värvid osaliselt hajuvad, mis annab taevas sinise värvi.

Sama põhimõte selgitab, miks meri on sinine. Mitte nii palju vee paksust kompenseerib selle kõrgem tihedus kui atmosfääril. Tasub meeles pidada, et niisuguse hajumise suhtes ei ole tundlikud mitte ainult meie silmadele nähtavad spektri lained, vaid ka piiripealne ultraviolettkiirgus, nii et vees või taevas saab kiiremini päevitada.

Kui päike on silmapiirile lähedal, on valguskiired nii tugevad, et atmosfääri tungivad vaid punase spektri kõige „vähem redutseeritavad” värvid, mistõttu näeme värvilisi punakasoranseid päikeseloojanguid ja päikesetõusu.

Miks on pilved valge?

Paljud inimesed teavad, et pilved on veeaurud. Veeaur on omakorda mitmete erineva kuju ja suurusega veepiisad. Kui valgus läbib tilkade kardina, sõltub see kõik selle kardina paksusest. Kui see paksus on väike, läheb valgus raskusteta, peegeldades veidi veepiisadest, kuid mitte murdudes, ja me näeme valged pilved. Kui veepiiskade suspensioon on paks või selle tihedus on suur, imenduvad mõned valgusvihud täielikult ja näeme halli pilve. Mida rohkem vett pilves, seda rohkem valgust imendub ja mustam on pilv.

Mis on vikerkaar?

Vikerkaar esineb siis, kui valgus puutub õhku suhteliselt suurte veepiisade suspensiooniga. Sellise loori läbimine, erineva pikkusega lainete refraktsioonide erinevuse tõttu, laguneb valgus täisvärviks. Arvatakse, et vikerkaarel on 7 värvi, kuid see pole isegi lähedal. Vikerkaar jaguneb täisvärviliseks spektriks, mida näeb ainult inimese silm ja isegi väike nägemus, mida meie nägemus ei näe. Huvitav on ka see, et vikerkaardi asukoht ja tüüp sõltuvad otseselt vaatleja asukohast ja selle ümbermõõdu keskpunkt jääb päikese ja inimese teljele, samas kui päike peaks olema vaatleja taga. Seega on kuldne otsimine, mis on varjatud päkapikud vikerkaare serval, mõttetu otsida - vikerkaare serv liigub koos sinuga J

Miks on lumivalge?

Lumi on palju lumehelbeid. Lumehelves on väga keerulise ja väga väikese suurusega jääpala. Tulenevalt asjaolust, et igas lumehelves on mass õhukesed ja isegi suurem arv piirdepindu, peegeldub valgus täielikult lumehelbedelt. Nii et sa näed valget lund.

Miks taevas on sinine ja pilved on valged

Paljud meist on veel lapsepõlves kaugel, vähemalt üks kord, kuid küsisid sarnast küsimust, miks on taevas meie kohal sinine? Lõppude lõpuks on valgus, mis jõuab otse päikese käest, tegelikult valge, mitte sinine. Kuid kui nad olid küpsed, ei kaotanud inimesed tõenäoliselt selle küsimuse vastu huvi. Paljud sooviksid oma uudishimu rahustada ja veel teada saada, miks taeva võlvkond on just sinine toon.

Miks taevas on sinine: füüsika

Üksikasjalikumalt aitab füüsik minna sügavamale kõikidele selle probleemi nüanssidele, kus teadlased on pikka aega mõistnud põhjuseid ja põhjalikult uurinud kõike. Me võime maitseda ainult nende raske töö vilju.

Niisiis, alustame sellest, et meie planeet erineb teistest - õhu olemasolu, mida elusorganismid saavad hingata. Kuigi see sisaldab lämmastikku, hapnikku, süsinikdioksiidi, veeauru ja erinevaid tolmuosakesi, mis on pidevalt liikuvad, jääb see siiski täiesti läbipaistvaks. Aga siis on päikesevalgusel suur hulk värve, nad on meile tuttav kui vikerkaare värvid. Igal seitsmel värvil on oma laine, ray ja nad kõik on erineva pikkusega.

Selleks, et päikesevalgus jõuaks maa peale, peab see läbima suure õhukihi. Valgus läbib õhku läbi, et kiirgused hakkavad hajutama ja see protsess toimub intensiivsemalt sinisega. Seda selgitatakse väga lihtsalt - sinise valguse lainepikkus on lühim. Niisiis, füüsika seisukohast selgitatakse taeva sinist.

Miks taevas on sinine ja pilved on valged

Füüsika vastas meile küsimusele "miks taevas on sinine", aga mis on pilvedega, sest neil on valge värv, kuigi nad on õhus. Oleks loogiline eeldada, et päikesevalgused hajuvad läbi pilvede samamoodi nagu õhu läbimine. Kuid seda probleemi tuleb teisest küljest veidi lähendada.

Esimesed pilved on kõige väiksemad veepinnad, mis aurustuvad maapinnalt ja rühmitatakse gaasiliseks massiks. Kuid olenemata sellest, kui väikesed on need osakesed, on nad siiski palju suuremad kui õhumolekulid. Vastus sellele küsimusele on molekulide suuruses.

Nagu me teame, satuvad päikesekiired, mis tungivad Maa atmosfääri, takistust oma teel - õhk, mida saab ainult hajutada. Kuid pilvedega ei tööta see meetod kõigi molekulide sama suuruse tõttu. Valgus, mis kohtub veepiisaga, ei ole murdunud, vaid vastupidi, peegeldub selle pinnalt.

See võimaldab päikesevalgul jääda oma algsesse värvipaletti, see tähendab valge, värvides pilvemolekule valge.

Miks vihmasajud on pimedad

On hästi teada, et enamik pilvedest on valged ja ainult vihma pilved on tumehallid. Põhjuse väljaselgitamiseks mäletame, kuidas pilved moodustuvad. Meie ümbritsevas õhus on palju vett gaasilises vormis - nn veeaur. Kui õhk maapinna lähedal soojeneb, hakkab see veeauruga tõusma.

Kui õhk tõuseb kõrgele taevasse, hakkab see jahtuma ja veeaur koguneb vulkaanipurskete, auto heitgaaside ja muude allikate poolt jäänud atmosfääri tolmule. Tulemuseks on veepiisad ja väikesed jääkristallid, mis ühendavad pilved.

Erinevalt atmosfääriosakestest, mis hajutavad sinist valgust rohkem kui muud värvid (mis muudab taevasinise), hajuvad pilvede väikesed osakesed võrdselt kõik valguse värvid, andes koos valge värvi.

Vihmane pilved on oma paksuse või kõrguse tõttu hallid - need muutuvad tihedamaks ja paksemaks, kuna nad koguvad rohkem vett ja jääkristalle ning mida rohkem nad muutuvad, seda rohkem valgust on hajutatud ja vähem valgust läbib pilved.

Valgus jõuab valguse pilvede põhja, nii et nad näevad meie silmadele hallid. Mõju on märgatavam, kui pilvedesse kogunevad suured veetilgad, mis reeglina langevad maapinnale vihma või lume kujul - sellised pilved neelavad valgust, mitte peegeldavad seda.

Miks on pilved valge ja taevas sinine?

Nagu te teate, on valge valgus punane, oranž, kollane, roheline, sinine, sinine ja violetne. Iga värv vastab konkreetsele lainepikkusele. Valguse läbimisel Maa atmosfääris toimub enamik valgusvoo sinise komponendi imendumisest. Seetõttu näeme taevast sinist.

Aga kui valged kiired on õhku hajutatud, siis läbivad pilved, ei saa nad hajutada, vaid peegelduvad veemolekulidest, mille pilved moodustuvad. Seetõttu näeme pilvet valge. Põhimõtteliselt ei ole kõigil objektidel värvi, kuid me näeme neid värvitud värvide järgi, mida nad peegeldavad.

Nagu on hästi teada, koosneb päike kiirgav valge valgus seitsmest värvist: punane, oranž, kollane, roheline, sinine, sinine ja violetne. Igal värvil on oma lainepikkus - punane on pikim ja violetne on väikseim.

Atmosfääris olevad gaasimolekulid jagavad valgust värvikomponentidena.

Valge valgus, kui kokkupõrge gaasiosakestega on hajutatud erinevates suundades, see tähendab, et see juhtub valge valguse iga värviga. Pikemate lainetega valgus hajutab palju halvemini ja seetõttu on pärast õhu värvide hajutamist sinist spektrit mitu korda rohkem kui punane. Selle jaoks on lilla lainepikkus lühim, taevas näib olevat sinine, segades rohelised ja lilla värvid. Samuti tajuvad meie silmad sinist värvi paremini kui lilla - ja just need faktid on otsustavad taeva värviskeemil - atmosfääri kihid läbivad sinised kiired.

Päikeseloojangu ajal on taevas punane, sest päikeseloojangut lähenedes päikeseloojangule lähevad päikeseloojangud ja päikesekiirgused on suunatud maapinna suhtes nurga alla ja seetõttu on raadiuse tee palju pikem kui päeva jooksul. Sinine värv imendub atmosfääri paksustesse kihtidesse, mis ei jõua Maa poole, ja pikemad lained (punane ja kollane) jõuavad Maale, andes punase värvi.

Mis on pilved? See on niiske õhk, mida soojendatakse Maa pinnal, tõuseb üles ja laieneb rõhuerinevuse tõttu. Laiendades õhk jahutatakse. Teatud temperatuuri saavutamine kondenseerub ja moodustab pilved. Kuna vesiosakesed on gaasist palju kergemad, siis kui päike talub veega, peegeldub valgus ja see ei muuda värvi ning samal ajal värvib pilvede valgeks.

Miks on pilved valge?

Selge sinise taeva taustal on valged pilved eriti ilusad. Muide, miks nad on valged? Selgub, et nende värv sõltub õhu aerosoolides lendavate väikeste osakeste omadustest. Nende hulka kuuluvad pilvede osakesed - väikseimad veepiisad millimeetri sajandiku ulatuses. Kuid need tilgad on siiski palju suuremad kui õhumolekulid ja nad hajutavad päikesekiiri erinevalt - sama, olenemata nende värvist. Seetõttu on pilved sama värvi kui päike: valge pärastlõunal ja oranž päikeseloojangul. Pilootide ja meremeeste jaoks on valguse hajutamine pilvedes ja udu suur oht. 200-300 m kaugusel pilvest, on valgus täiesti hajutatud. Ja objektide piirjooned on hägustunud juba 100-150 m kaugusel. Lennuk lendab selle vahemaa poole sekundiga - sul pole isegi aega silma välgata. Isegi autojuhtidele on udu tõsine väljakutse.

Et inimesed on juba ammu segaduses - kuidas udu läbi vaadata. Me teame juba piisavalt, et seda mõelda. Tõenäoliselt on vaja kasutada selliseid kiirte, millega võrreldes on uduosakesed väga väikesed ja silmapaistmatud, näiteks raadiolained.

Nüüd on kõik lennukid ja laevad radarid; nad ei ole takistuseks. Heli lained läbivad ka udu lihtsalt läbi, nii et udu tekitavad laevad suminavad, et mitte üksteisega kokku tulla.

Miks on taevas sinine päeva jooksul ja õhtul punane?

Vaatamata teaduse arengule ja vabale juurdepääsule paljudele teabeallikatele võib haruldane inimene õigesti vastata küsimusele, miks taevas on sinine.

Miks on päev taevas sinine või sinine?

Valge valgus - nimelt päike kiirgab - koosneb seitsmest värvispektri osast: punane, oranž, kollane, roheline, sinine, sinine ja violetne. Koolist teadaolev lugeja - „Iga jahimees, kes soovib teada, kus fasaan istub” - määratleb selle spektri värvid iga sõna algustähega. Igal värvil on oma valguse lainepikkus: pikim on punane ja lühim on lilla.

Meie tuttav taevas (atmosfäär) koosneb tahketest mikroosakestest, väikestest veepiisadest ja gaasimolekulidest. Pikka aega oli mitmeid vigaseid eeldusi, mis üritasid selgitada, miks taevas on sinine:

  • atmosfäär, mis koosneb väikseimatest veekihtidest ja erinevate gaaside molekulidest, läbib hästi sinise spektri kiirte ja ei lase Maal puudutada punase spektri kiirte;
  • väikesed tahked osakesed (näiteks tolm), mis on õhku suspendeeritud, hajutavad sinist ja violetseid laineid kõige vähem ning seetõttu suudavad nad jõuda Maa pinnale, erinevalt spektri teistest värvidest.

Neid hüpoteese toetasid paljud kuulsad teadlased, kuid inglise füüsiku John Rayleighi uuring näitas, et mitte-tahked osakesed on valguse hajumise peamine põhjus. See on atmosfääris olevate gaaside molekulid, mis jagavad valgust värvikomponentideks. Valge päikesekiir, mis põrkub taeva gaasiosaga, hajutab (hajutab) erinevates suundades.

Gaasimolekuliga kokkupõrke korral on valguse valguse seitse värvikomponenti hajutatud. Samal ajal, pikemate lainete valguses (spektri punane komponent, mis sisaldab ka oranži ja kollast), hajub lühemate lainetega (spektri sinine komponent) halvem kui valgus. Seetõttu on pärast hajutamist sinises spektris kaheksa korda rohkem värve kui õhus.

Kuigi lilla on lühim lainepikkus, tundub taevas veel lilla ja rohelise laine segamise tõttu sinine. Lisaks tajuvad meie silmad sinist värvi paremini kui lilla, mõlema sama heledusega. Just need faktid määravad taeva värvid: atmosfäär on sõna otseses mõttes täidetud sinise ja sinise kiirusega.

Miks siis päikeseloojang on punane?

Taevas ei ole alati sinine. Loomulikult tekib küsimus: kui me näeme sinist taevast kogu päeva, siis miks on päikeseloojang punane? Üle, leidsime, et punane värv on gaasimolekulide poolt kõige vähem hajutatud. Päikeseloojangu ajal läheneb päike silmapiirile ja päikesevalgus suunatakse Maa pinnale mitte vertikaalselt, nagu päeva jooksul, vaid nurga all.

Seetõttu on see, kuidas see atmosfääri läbib, palju rohkem kui see, mida päevasel päeval on. Sellepärast imendub sinine-sinine spekter atmosfääri paksus kihis, mis ei jõua Maa poole. Ja punase kollase spektri pikemad valguslained jõuavad Maa pinnale, maalides taevast ja pilve iseloomulikus punases ja kollases päikeseloojangus.

Miks on pilved valge?

Jälgime pilvede teemat. Miks on sinine taevas valged pilved? Kõigepealt mäletan, kuidas need on moodustatud. Niiske õhk, mis sisaldab nähtamatut auru, kuumutatakse maa pinnal, tõuseb ja laieneb, kuna õhurõhu ülaosas on vähem. Laiendades õhk jahutatakse. Teatud temperatuuri saavutamisel kondenseerub veeaur atmosfääri tolmu ja teiste suspendeeritud tahkete ainete juures, mille tulemuseks on väikesed veepisad, mille ühinemine moodustab pilve.

Vaatamata suhteliselt väikesele suurusele on veepartiklid palju suuremad kui gaasimolekulid. Ja kui õhumolekulidega kokku puutudes on päikesekiirgused hajutatud, siis siis, kui nad kohtuvad veepiisadega, peegeldab valgus nendest. Samal ajal ei muuda valge valge päikesevalguse värvus ja samal ajal "peitsid" pilvemolekule valge.

Miks on pilved valge

Valged pilved
463. Miks on pilved enamasti valged ja mitte sinised nagu taevas? Miks on udusulged mustad?

Vastus:
Rayleighi hajumismudel (vt probleemi 452) on kirjeldatud valguse hajumist objektidel, mis on palju lühemad kui nähtava valguse lainepikkus. Pilves olevate veepiisade suurus on tavaliselt suurem ja valgus peegeldub lihtsalt nende välispinnalt. Selle peegeldusega ei lagune valgus värvikomponentidena, vaid jääb valgeks. Erandit esindav juhtum analüüsiti probleemis 466. Väga tihedad pilved tunduvad mustad, sest nad lasevad vähe päikesevalgust - kas need imenduvad pilvedes olevate veepiisade poolt või peegelduvad ülespoole.

Miks on pilved valge ja pilved tumehallid?

Üldiselt on see ja see pilv. Lihtsalt teist tüüpi.

Tumehall pilved annavad vee tilgad, mis asuvad mõningate pilvede (kihiline, kumulus, kumulonimbus) alumises osas. Selliste pilvede alumine piir võib olla ainult saja meetri kõrgusel merepinnast.

Valged pilved (cirrus, kõrge kihiline) koosnevad kas veeaurust või jääkristallidest ja on suhteliselt kõrgel kõrgusel.

Lisaks võib pilv olla väga paks (12 km), mille tõttu võivad erineva kõrgusega erinevad osad koosneda erinevatest veefaasidest. Selliste pilvede näide on cumulonimbus (nad on äikesetormid või tormi).

Veel Artikleid Umbes Silmapõletik