Какого цвета Солнце и какие факторы на это влияют?

Якого кольору Сонце та які фактори на це впливають?

Узнайте какого цвета Солнце и какие существуют факторы, которые влияют на наше восприятие его цветовой гаммы.

Казалось бы, глупый вопрос: “Какого цвета солнце?”. Все знают, что солнце желтое, не так ли? Оно прямо там, на небе; вам просто нужно посмотреть, чтобы узнать это.

Оказывается, на этот, казалось бы, простой вопрос существует множество абсолютно правильных и совершенно разных ответов.

Интересные факты о Солнце

Какого цвета Солнце: факторы влияния на наше восприятие его цвета

На наше восприятие цвета влияют, конечно же, длина волны излучаемого света, интенсивность излучаемого света, факторы окружающей среды, способность и ограничения наших глаз собирать свет, и, наконец, наш мозг. Итак, начнем с длины волны света.

1. Длина волн света

Как и любая материя, Солнце излучает “спектр черного тела”, который определяется температурой его поверхности. Спектр черного тела – это непрерывное излучение с различными длинами волн, которое испускает любое тело с температурой выше абсолютного нуля.

Какого цвета Солнце - длина волн света / Photo: https://physics.stackexchange.com/questions/454380/will-a-black-body-placed-somewhere-around-the-sun-obtain-eventually-the-same-t
Какого цвета Солнце – длина волн света / Photo: https://physics.stackexchange.com/questions/454380/will-a-black-body-placed-somewhere-around-the-sun-obtain-eventually-the-same-t

Для нашего Солнца эта кривая черного тела или “функция Планка” является плавной, почти колоколообразной кривой, включающей электромагнитное (ЭМ) излучение с различными длинами волн – от очень длинных инфракрасных до очень коротких ультрафиолетовых волн.

Во время очень горячих, взрывоопасных, высокоэнергетических солнечных вспышек Солнце излучает огромное количество рентгеновского и гамма-излучения – до 100 МэВ энергии и до 1032 эрг энергии всего за несколько секунд или десятков секунд!

Эти массивные солнечные вспышки – это огромные взрывы в атмосфере Солнца, вызванные внезапным высвобождением энергии магнитного поля, которые, как правило, происходят вблизи максимума солнечной активности. Вспышки также ускоряют плазму заряженных частиц до высоких скоростей, что приводит к радиоизлучению.

Итак, Солнце на самом деле излучает энергию на всех длинах волн от радио до гамма-лучей. Но, как видно на изображении выше, больше всего энергии оно излучает в районе 500 нм, что близко к сине-зеленому свету. Поэтому можно сказать, что Солнце сине-зеленое!

Эта максимальная частота излучения регулируется температурой поверхности Солнца, около 5800К. Более высокая температура поверхности приводит к более короткой максимальной длине волны, и наше Солнце может достигать пика в синей или фиолетовой части спектра (или даже в ультрафиолетовой!).

При более низкой температуре поверхности пик солнечного излучения может приходиться на желтую, оранжевую или даже красную часть спектра. Но это уже физика, а не восприятие.

Какого цвета Солнце и какие факторы на это влияют? / Photo: https://www.sciencefocus.com/science/what-colour-is-the-sun
Какого цвета Солнце и какие факторы на это влияют? / Photo: https://www.sciencefocus.com/science/what-colour-is-the-sun

2. Поток фотонов

Здесь нужно отметить еще одну спектральную характеристику Солнца – поток фотонов. Если мы воспользуемся соотношением Макса Планка E = hf (то есть энергия = постоянная Планка, умноженная на частоту) и превратим солнечное излучение в количество фотонов, то спектральная характеристика в видимом диапазоне длин волн будет гораздо более плоской, и солнце будет восприниматься как более желтое.

Если бы мы были выше атмосферы, скажем, на Международной космической станции, и смотрели на Солнце (через наш фильтрующий козырек), то Солнце казалось бы белым!

Почему?

Потому что, хотя солнце излучает сильнее всего в зеленой части спектра, оно также излучает сильно во всех видимых цветах – от красного до синего (от 400 до 600 нм). Наши глаза, которые имеют три цветовых рецептора колбочковых клеток, сообщают мозгу, что каждый цветовой рецептор полностью насыщен, причем значительные цвета воспринимаются на всех видимых длинах волн. Затем наш мозг интегрирует эти сигналы в восприятие белого цвета.

3. Влияние атмосферы

Здесь, на Земле, атмосфера играет определенную роль в формировании цвета солнца. Поскольку синий свет с более короткой длиной волны рассеивается эффективнее, чем красный свет с более длинной длиной волны, мы теряем часть синего оттенка солнца, когда солнечный свет проходит через атмосферу.

Кроме того, все длины волн видимого света, проходящие через нашу атмосферу, ослабляются так, что свет, попадающий в наши глаза, не сразу насыщает колбочковые рецепторы. Это позволяет мозгу воспринимать цвет из изображения с немного меньшим количеством сине-желтого.

Хотя это не влияет на то, что видят наши глаза, все рентгеновское и гамма-излучение фильтруется до того, как оно приближается к земле. Большинство ультрафиолета поглощается стратосферным озоном (выше 10 км), а большинство инфракрасного излучения поглощается водяным паром и другими молекулами с ненулевыми дипольными моментами.

Конечно, когда солнечный свет проходит сквозь толщу атмосферы, как это происходит на восходе и заходе солнца, еще больше рассеивается синего света, и гораздо больший процент света с самой длинной длиной волны (красного) попадает к нашим глазам.

Итак, как видите, простого ответа на этот вопрос, какого цвета Солнце, нет. Распространенным заблуждением является мнение, что Солнце желтое, или оранжевое, или даже красное. Однако Солнце – это, по сути, все цвета, смешанные вместе, которые кажутся нашим глазам белыми.

Источник: https://eclipse2017.nasa.gov/

Подібні новини

Leave a Comment