Дізнайтеся якого кольору Сонце та які існують фатори, які спливають на наше сприйняття його кольорової гамми.
Здавалося б, дурнувате запитання: “Якого кольору сонце?”. Всі знають, що сонце жовте, чи не так? Воно прямо там, на небі; вам просто потрібно подивитися, щоб дізнатися це.
Виявляється, на це, здавалося б, просте питання існує безліч абсолютно правильних і абсолютно різних відповідей.
Якого кольору Сонце: фактори спливу на наше сприйняття його кольору
На наше сприйняття кольору впливають, звичайно ж, довжина хвилі випромінюваного світла, інтенсивність випромінюваного світла, фактори навколишнього середовища, здатність і обмеження наших очей збирати світло, і, нарешті, наш мозок. Отже, почнемо з довжини хвилі світла.
1. Довжина хвиль світла
Як і будь-яка матерія, Сонце випромінює “спектр чорного тіла”, який визначається температурою його поверхні. Спектр чорного тіла – це безперервне випромінювання з різними довжинами хвиль, яке випускає будь-яке тіло з температурою вище абсолютного нуля.
Для нашого Сонця ця крива чорного тіла або “функція Планка” є плавною, майже дзвоноподібною кривою, що включає електромагнітне (ЕМ) випромінювання з різними довжинами хвиль – від дуже довгих інфрачервоних до дуже коротких ультрафіолетових хвиль.
Під час дуже гарячих, вибухонебезпечних, високоенергетичних сонячних спалахів Сонце випромінює величезну кількість рентгенівського і гамма-випромінювання – до 100 МеВ енергії і до 1032 ерг енергії всього за кілька секунд або десятків секунд!
Ці масивні сонячні спалахи – це величезні вибухи в атмосфері Сонця, спричинені раптовим вивільненням енергії магнітного поля, які, як правило, відбуваються поблизу максимуму сонячної активності. Спалахи також прискорюють плазму заряджених частинок до високих швидкостей, що призводить до радіовипромінювання.
Отже, Сонце насправді випромінює енергію на всіх довжинах хвиль від радіо до гамма-променів. Але, як видно на зображенні вище, найбільше енергії воно випромінює в районі 500 нм, що близько до синьо-зеленого світла. Тому можна сказати, що Сонце синьо-зелене!
Ця максимальна частота випромінювання регулюється температурою поверхні Сонця, близько 5800К. Вища температура поверхні призводить до коротшої максимальної довжини хвилі, і наше Сонце може досягати піку в синій або фіолетовій частині спектра (або навіть в ультрафіолетовій!).
При нижчій температурі поверхні пік сонячного випромінювання може припадати на жовту, помаранчеву або навіть червону частину спектра. Але це вже фізика, а не сприйняття.
2. Потік фотонів
Тут потрібно відзначити ще одну спектральну характеристику Сонця – потік фотонів. Якщо ми скористаємося співвідношенням Макса Планка E = hf (тобто енергія = постійна Планка, помножена на частоту) і перетворимо сонячне випромінювання на кількість фотонів, то спектральна характеристика у видимому діапазоні довжин хвиль буде набагато пласкішою, і сонце сприйматиметься як більш жовте.
Якби ми були вище атмосфери, скажімо, на Міжнародній космічній станції, і дивилися на Сонце (через наш фільтруючий козирок), то Сонце здавалося б білим!
Чому?
Тому що, хоча сонце випромінює найсильніше в зеленій частині спектру, воно також випромінює сильно у всіх видимих кольорах – від червоного до синього (від 400 до 600 нм). Наші очі, які мають три кольорові рецептори колбочкових клітин, повідомляють мозку, що кожен кольоровий рецептор повністю насичений, причому значні кольори сприймаються на всіх видимих довжинах хвиль. Потім наш мозок інтегрує ці сигнали у сприйняття білого кольору.
3. Вплив атмосфери
Тут, на Землі, атмосфера відіграє певну роль у формуванні кольору сонця. Оскільки синє світло з коротшою довжиною хвилі розсіюється ефективніше, ніж червоне світло з довшою довжиною хвилі, ми втрачаємо частину синього відтінку сонця, коли сонячне світло проходить крізь атмосферу.
Крім того, всі довжини хвиль видимого світла, що проходять через нашу атмосферу, послаблюються так, що світло, яке потрапляє до наших очей, не відразу насичує колбочкові рецептори. Це дозволяє мозку сприймати колір із зображення з трохи меншою кількістю синьо-жовтого.
Хоча це не впливає на те, що бачать наші очі, все рентгенівське і гамма-випромінювання фільтрується до того, як воно наближається до землі. Більшість ультрафіолету поглинається стратосферним озоном (вище 10 км), а більшість інфрачервоного випромінювання поглинається водяною парою та іншими молекулами з ненульовими дипольними моментами.
Звичайно, коли сонячне світло проходить крізь товщу атмосфери, як це відбувається на сході і заході сонця, ще більше розсіюється синього світла, і набагато більший відсоток світла з найдовшою довжиною хвилі (червоного) потрапляє до наших очей.
Отже, як бачите, простої відповіді на це питання, якого кольору Сонце, немає. Поширеною помилкою є думка, що Сонце жовте, або помаранчеве, або навіть червоне. Однак Сонце – це, по суті, всі кольори, змішані разом, які здаються нашим очам білими.
Джерело: https://eclipse2017.nasa.gov/
