Аспан неге көк түсті?

Иә, бұл балалар жиі қоятын ең қарапайым сұрақтың бірі. Бірақ, жауабын бәріміз біле бермейміз. Ғалымдар бұл сұрақтың жауабын табу үшін ұзақ уақыттарын ізденіске арнады. Дегенмен, ең ұтымды тұжырымды ағылшын физигі Лорд Джон Рэлей ұсынды.

Алдымен мынаны ескеріңіз: күн сәулесі – ақ түсті. Бірақ, неге аспан көк түске боялған?

Ақ түс – түрлі түсті сәулелердің қосындысы. Призманың көмегімен біз кемпірқосақ жасай аламыз. Призма ақ сәулені түрлі түстерге жіктеп тастайды: қызыл, қызғылт сары, сары, жасыл, көкшіл, көк пен күлгін түстер.

Олардың барлығы қосылып қайта ақ сәулені береді. Бұл тәжірибеге қарап ғалымдар күн сәулесі түрлі түске ғарыш кеңістігінде жіктеледі, бірақ, жердің беткі қабатына тек көк түсті сәулелер жетеді деген болжамға келген.

Сонымен, аспан неге көк түсті?
Зерттеушілер бірнеше тұжырымдар арқылы түсіндіреді: Жерді қоршаған ауа бірнеше газдың қосындысы: азот, көмірқышқыл газ, аргон және өзге де газдар. Сонымен қатар, атмосферада су буы мен мұз кристалдары кездеседі. Ауаның құрамында шаң-тозаң, одан бөлек ұсақ бөліктердің кездесетіні белгілі. Ал, атмосфераның жоғары қабатында озон бар. Ғалымдардың пайымдауынша, озон мен су молекулалары қызыл түсті сәлені жұтып қояды да, көк түсті сәулені ғана өткізеді. Бірақ, аспанды көк түске бояу үшін атмосферада озон мен су молекулары жеткіліксіз екені анықталды.

1869 жылы ағылшын зерттеушісі Джон Тиндалл өзінің зертханасында түтінді модель жасап оған ақ түсті сәуле арқылы жарық береді. Сол кезде түтін көк түске боялғанын байқайды. Тиндалл егер ауа таза болғанда сәулені ыдыратын ешнәрсе болмайды деген тұжырымға келеді. Лорд Рэлей бұл идеяны қолдайды және 1899 жылы өзінің нақты тұжырымын жариялайды: шаң немесе түтін емес, ауа аспанды көк түске бояйды.

Қалайша?
Күн сәулесінің бір бөлгі газ молекуларымен соқтығыспай, жердің беткі қабатына өзгеріссіз жетеді. Ал, көп бөлігін газ молекулары жұтып қояды. Фотондардың (сәуелелер) жұтылу үрдісі кезінде молекулар энергияға қанығады да, оны фотон ретінде қайтадан сыртқа шығарады. Екінші реттік фотондардың толқын ұзындығы әртүрлі және түрлі түсті болады. Олар Жерге, Күнге және өзге де аймақтарға қарай кері шағыласа тарайды. Лорд Рэлей шағылысқан сәуленің түсі белгілі бір түсті сәуленің кванты(сәуле толқынын өлшейтін ең кішкентай өлшем бірлік) басым болуымен байланыстырды. Яғни, екінші реттік қызыл түсті сәуленің бастапқы түсі сегіз квантты көк түске ие. Нәтиже қандай? Қою көк түс атмосферадағы миллиардтаған газ молекуларынан тарайды. Бұл түске өзге түстердің фотондары араласады да, ол өзінің қою қанықтығын жоғалтады. Осылайша аспан көктің алуан реңкіне боялады.