Terlepas dari kemajuan ilmu pengetahuan dan akses bebas ke banyak sumber informasi, jarang ada orang yang dapat menjawab dengan benar pertanyaan mengapa langit berwarna biru.
Mengapa langit berwarna biru atau biru pada siang hari?
Cahaya putih - yang dipancarkan Matahari - terdiri dari tujuh bagian spektrum warna: merah, oranye, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Sajak kecil yang dikenal di sekolah - “Setiap Pemburu Ingin Tahu Di Mana Burung Pegar Duduk” - secara tepat menentukan warna spektrum ini berdasarkan huruf awal setiap kata. Setiap warna memiliki panjang gelombang cahayanya masing-masing: merah adalah yang terpanjang dan ungu adalah yang terpendek.
Langit (atmosfer) yang kita kenal terdiri dari mikropartikel padat, tetesan kecil molekul air dan gas. Sejak lama, terdapat beberapa asumsi keliru yang mencoba menjelaskan mengapa langit berwarna biru:
- atmosfer, yang terdiri dari partikel-partikel kecil air dan molekul-molekul berbagai gas, memungkinkan sinar spektrum biru melewatinya dengan baik dan tidak memungkinkan sinar spektrum merah menyentuh Bumi;
- Partikel padat kecil - seperti debu - yang tersuspensi di udara paling sedikit menyebarkan panjang gelombang biru dan ungu, dan karena itu mereka berhasil mencapai permukaan bumi, tidak seperti warna spektrum lainnya.
Hipotesis ini didukung oleh banyak ilmuwan terkenal, namun penelitian fisikawan Inggris John Rayleigh menunjukkan bahwa partikel padat bukanlah penyebab utama hamburan cahaya. Molekul gas di atmosferlah yang memisahkan cahaya menjadi komponen warna. Sinar putih sinar matahari bertabrakan dengan partikel gas di langit, menyebar (hamburan) ke berbagai arah.
Ketika bertabrakan dengan molekul gas, masing-masing dari tujuh komponen warna cahaya putih tersebar. Pada saat yang sama, cahaya dengan gelombang yang lebih panjang (komponen spektrum merah, yang juga mencakup oranye dan kuning) tersebar kurang baik dibandingkan cahaya dengan gelombang pendek (komponen spektrum biru). Oleh karena itu, setelah hamburan, warna spektrum biru delapan kali lebih banyak yang tersisa di udara daripada warna merah.
Meski warna ungu memiliki panjang gelombang terpendek, namun langit tetap tampak biru karena campuran gelombang ungu dan hijau. Selain itu, mata kita melihat warna biru lebih baik daripada ungu, mengingat kecerahan keduanya sama. Fakta-fakta inilah yang menentukan skema warna langit: atmosfer benar-benar dipenuhi sinar biru-biru.
Lalu mengapa matahari terbenam berwarna merah?
Namun, langit tidak selalu berwarna biru. Pertanyaan yang wajar muncul: jika kita melihat langit biru sepanjang hari, mengapa matahari terbenam berwarna merah? Kami menemukan di atas bahwa warna merah paling sedikit dihamburkan oleh molekul gas. Pada saat matahari terbenam, Matahari mendekati ufuk dan sinar matahari diarahkan ke permukaan bumi tidak secara vertikal seperti pada siang hari, melainkan secara miring.
Oleh karena itu, jalur yang ditempuh melalui atmosfer jauh lebih panjang dibandingkan pada siang hari saat Matahari sedang tinggi. Oleh karena itu, spektrum biru-biru terserap di lapisan atmosfer yang tebal, tidak sampai ke Bumi. Dan gelombang cahaya yang lebih panjang dari spektrum merah-kuning mencapai permukaan bumi, mewarnai langit dan awan dengan warna merah dan kuning ciri khas matahari terbenam.
Mengapa awan berwarna putih?
Mari kita bahas topik awan. Mengapa ada awan putih di langit biru? Pertama, mari kita ingat bagaimana mereka terbentuk. Udara lembab yang mengandung uap tak kasat mata, dipanaskan di permukaan bumi, naik dan mengembang karena tekanan udara di bagian atas lebih kecil. Saat udara mengembang, ia menjadi dingin. Ketika uap air mencapai suhu tertentu, ia mengembun di sekitar debu atmosfer dan padatan tersuspensi lainnya, menghasilkan tetesan kecil air yang menyatu membentuk awan.
Meskipun ukurannya relatif kecil, partikel air jauh lebih besar dibandingkan molekul gas. Dan jika ketika bertemu molekul udara, sinar matahari dihamburkan, maka ketika bertemu dengan tetesan air, cahayanya dipantulkan. Dalam hal ini, sinar matahari yang awalnya berwarna putih tidak berubah warna dan pada saat yang sama “mewarnai” molekul-molekul awan menjadi putih.
Sulit menjawab pertanyaan mengapa langit berwarna biru dan matahari terbenam berwarna merah.
Mengapa ini terjadi?
Para ilmuwan selama beberapa abad tidak dapat menjelaskan warna biru langit.
Dari pelajaran fisika sekolah, semua orang mengetahui bahwa cahaya putih dapat dipisahkan menjadi warna-warna komponennya dengan menggunakan prisma.
Bahkan ada ungkapan sederhana untuk mengingatnya:
Huruf awal kata dalam frasa ini membantu Anda mengingat urutan warna dalam spektrum: merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu.
Para ilmuwan berpendapat bahwa warna biru langit disebabkan oleh fakta bahwa komponen biru spektrum matahari paling baik mencapai permukaan bumi, sementara warna lain diserap oleh ozon atau debu yang tersebar di atmosfer. Penjelasannya cukup menarik, namun tidak dikonfirmasi oleh eksperimen dan perhitungan.
Upaya untuk menjelaskan warna biru langit terus berlanjut, dan pada tahun 1899 Lord Rayleigh mengemukakan teori yang akhirnya menjawab pertanyaan tersebut.
Ternyata warna biru pada langit disebabkan oleh sifat molekul udara. Sejumlah sinar matahari mencapai permukaan bumi tanpa gangguan, namun sebagian besar diserap oleh molekul udara. Dengan menyerap foton, molekul udara menjadi bermuatan (tereksitasi) dan kemudian memancarkan foton itu sendiri. Tetapi foton-foton ini memiliki panjang gelombang yang berbeda, dan foton-foton yang menghasilkan warna biru mendominasi di antara foton-foton tersebut. Inilah sebabnya mengapa langit terlihat biru: semakin cerah siang hari dan semakin tidak berawan, semakin jenuh warna biru langit tersebut.
Tapi kalau langitnya biru, kenapa saat matahari terbenam berubah menjadi merah tua? Alasannya sangat sederhana. Komponen merah dari spektrum matahari diserap jauh lebih buruk oleh molekul udara dibandingkan warna lainnya. Pada siang hari, sinar matahari memasuki atmosfer bumi dengan sudut yang bergantung langsung pada garis lintang tempat pengamat berada. Di ekuator sudut ini akan mendekati sudut siku-siku, semakin dekat ke kutub akan mengecil. Saat Matahari bergerak, lapisan udara yang harus dilalui sinar cahaya sebelum mencapai mata pengamat semakin bertambah - lagi pula, Matahari tidak lagi berada di atas, melainkan condong ke arah cakrawala. Lapisan udara yang tebal menyerap sebagian besar sinar spektrum matahari, namun sinar merah mencapai pengamat hampir tanpa kehilangan. Inilah sebabnya mengapa matahari terbenam terlihat merah.
Dunia di sekitar kita penuh dengan keajaiban yang menakjubkan, namun seringkali kita tidak memperhatikannya. Mengagumi birunya langit musim semi yang cerah atau warna cerah matahari terbenam, kita bahkan tidak memikirkan mengapa langit berubah warna seiring perubahan waktu.
Kita terbiasa dengan warna biru cerah di hari yang cerah dan fakta bahwa di musim gugur langit menjadi abu-abu kabur, kehilangan warna cerahnya. Tetapi jika Anda bertanya kepada orang modern mengapa hal ini terjadi, sebagian besar dari kita, yang pernah memiliki pengetahuan fisika di sekolah, kemungkinan besar tidak akan mampu menjawab pertanyaan sederhana ini. Sementara itu, tidak ada yang rumit dalam penjelasannya.
Apa itu warna?
Dari pelajaran fisika sekolah kita harus mengetahui bahwa perbedaan persepsi warna suatu benda bergantung pada panjang gelombang cahaya. Mata kita hanya mampu membedakan rentang radiasi gelombang yang cukup sempit, dengan gelombang terpendek berwarna biru dan terpanjang berwarna merah. Di antara dua warna primer ini terdapat seluruh palet persepsi warna kita, yang diekspresikan oleh radiasi gelombang dalam rentang berbeda.
Sinar putih sinar matahari sebenarnya terdiri dari gelombang dari semua rentang warna, yang mudah dilihat dengan melewatkannya melalui prisma kaca - Anda mungkin ingat pengalaman sekolah ini. Untuk mengingat urutan perubahan panjang gelombang, mis. rangkaian warna spektrum siang hari, ditemukan ungkapan lucu tentang seorang pemburu, yang kita masing-masing pelajari di sekolah: Setiap Pemburu Ingin Tahu, dll. 
Karena gelombang cahaya merah adalah yang terpanjang, maka gelombang tersebut tidak mudah berhamburan saat melewatinya. Oleh karena itu, ketika Anda perlu menyorot suatu objek secara visual, mereka menggunakan warna dominan merah, yang terlihat jelas dari jauh dalam segala cuaca.
Oleh karena itu, lampu lalu lintas larangan atau lampu peringatan bahaya lainnya berwarna merah, bukan hijau atau biru.
Mengapa langit menjadi merah saat matahari terbenam?
Pada sore hari menjelang matahari terbenam, sinar matahari jatuh ke permukaan bumi secara miring, tidak langsung. Mereka harus mengatasi lapisan atmosfer yang jauh lebih tebal dibandingkan pada siang hari, saat permukaan bumi disinari langsung oleh sinar matahari.
Pada saat ini, atmosfer bertindak sebagai filter warna, yang menyebarkan sinar dari hampir seluruh rentang tampak, kecuali sinar merah - yang terpanjang dan karenanya paling tahan terhadap gangguan. Semua gelombang cahaya lainnya dihamburkan atau diserap oleh partikel uap air dan debu yang ada di atmosfer.
Semakin rendah posisi Matahari relatif terhadap cakrawala, semakin tebal lapisan atmosfer yang harus ditembus oleh sinar cahaya. Oleh karena itu, warnanya semakin bergeser ke arah spektrum bagian merah. Takhayul masyarakat dikaitkan dengan fenomena ini, yang mengatakan bahwa matahari terbenam berwarna merah menandakan angin kencang keesokan harinya. 
Angin berasal dari lapisan atmosfer yang tinggi dan pada jarak yang sangat jauh dari pengamat. Sinar matahari yang miring menyoroti zona radiasi atmosfer yang muncul, di mana terdapat lebih banyak debu dan uap daripada di atmosfer yang tenang. Oleh karena itu, sebelum hari yang berangin, kita melihat matahari terbenam yang berwarna merah dan cerah.
Mengapa langit berwarna biru pada siang hari?
Perbedaan panjang gelombang cahaya juga menjelaskan birunya langit siang hari. Ketika sinar matahari jatuh langsung ke permukaan bumi, lapisan atmosfer yang di atasnya mempunyai ketebalan paling kecil.
Hamburan gelombang cahaya terjadi ketika mereka bertabrakan dengan molekul gas yang menyusun udara, dan dalam situasi ini, rentang cahaya dengan panjang gelombang pendek adalah yang paling stabil, yaitu. gelombang cahaya biru dan ungu. Pada hari yang cerah dan tidak berangin, langit memperoleh kedalaman dan warna biru yang menakjubkan. Tapi mengapa kita melihat warna biru dan bukan ungu di langit?
Faktanya adalah sel-sel mata manusia yang bertanggung jawab atas persepsi warna melihat warna biru jauh lebih baik daripada ungu. Namun, warna ungu terlalu dekat dengan batas jangkauan persepsi.
Inilah sebabnya mengapa kita melihat langit berwarna biru cerah jika tidak ada komponen penghambur di atmosfer selain molekul udara. Ketika debu dalam jumlah yang cukup besar muncul di atmosfer - misalnya, saat musim panas di kota - langit tampak memudar, kehilangan warna biru cerahnya.
Langit kelabu karena cuaca buruk
Sekarang sudah jelas mengapa cuaca buruk musim gugur dan lumpur musim dingin membuat langit menjadi kelabu. Sejumlah besar uap air di atmosfer menyebabkan hamburan seluruh komponen berkas cahaya putih tanpa kecuali. Sinar cahaya dipecah menjadi tetesan kecil dan molekul air, kehilangan arahnya dan bercampur di seluruh rentang spektrum. 
Oleh karena itu, sinar cahaya mencapai permukaan seolah-olah melewati kap lampu raksasa yang berhamburan. Fenomena ini kita anggap sebagai warna langit yang putih keabu-abuan. Segera setelah kelembapan hilang dari atmosfer, langit kembali menjadi biru cerah.
Baca ini:
November 6, 2011 Matahari terbenam di Los Angeles hampir berwarna merah darah dan Matahari sangat besar. Langit yang mengelilingi Matahari juga berwarna oranye terang. Itu adalah pemandangan yang menakjubkan. Orang-orang berhenti di jalan untuk mengawasinya. Saya kira ini Planet X yang semakin dekat? Dan kemerahan itu disebabkan oleh ekornya, dan bertambahnya sinar matahari juga disebabkan oleh warna merah debunya? [dan dari yang lain] 5 November 2011 Foto ini diambil tepat sebelum matahari terbit di dekat Kokomo, Indiana. Sejak akhir musim panas tahun lalu saya sering melihat awan berwarna merah muda seperti ini dan langit menjelang fajar semakin merah pada hari cerah. November 3, 2011 Foto pada hari berawan ini diambil sekitar satu jam setelah matahari terbit, perhatikan bahwa matahari mengintip melalui awan dan awan di dekat cakrawala berwarna merah muda. Sekitar dua setengah jam setelah matahari terbit, awan berwarna merah muda masih terlihat di dekat cakrawala, seperti di foto ini, meski saat itu saya belum mengambil satu foto pun. Biasanya warna merah jambu menghilang sesaat setelah fajar. Siang ini berawan dan saya melihat awan berubah warna menjadi merah muda beberapa jam sebelum matahari terbenam. Jika ekor Planet X mulai mencapai Bumi, apakah awan akan menjadi lebih merah muda di siang hari atau langit menjadi lebih merah saat agak berkabut dan mendung?
Umat manusia terbiasa dengan kenyataan bahwa Matahari terbit dan terbenam lebih besar daripada Matahari tengah hari, dan Matahari saat terbit dan terbenam, serta awan di sekitarnya, berwarna oranye. Kami menjelaskan bahwa hal ini disebabkan oleh lebih mudahnya pembelokan cahaya di wilayah spektrum merah, sehingga sinar cahaya merah terutama dibelokkan di atas cakrawala karena gravitasi bumi, sedangkan cahaya dari bagian lain spektrum tidak banyak dibelokkan. Cahaya dari bagian spektrum ini, yang berasal dari Matahari ke segala arah, dibelokkan oleh gravitasi bumi sehingga cahaya yang biasanya lewat dari kedua sisi pengamat di Bumi dibelokkan ke arah pusatnya. Oleh karena itu, ia sampai ke mata atau kamera pengamat baik dari samping maupun langsung dalam garis lurus dari Matahari, sehingga memberikan gambaran yang lebih luas.
Bagaimana hal ini akan berubah seiring dengan meningkatnya jumlah debu merah dari ekor Planet X di atmosfer? Jelasnya, setiap cahaya yang menembus atmosfer akan semakin bergeser ke arah wilayah merah spektrum cahaya. Debu tampak berwarna merah karena sebagian besar debu memantulkan cahaya dari wilayah spektrum merah, sekaligus menyerap cahaya dari wilayah spektrum lainnya. Lantas apa dampaknya mengingat sinar matahari yang sampai ke bumi akan semakin banyak masuk ke wilayah spektrum cahaya merah? Tentu saja, aurora merah baru-baru ini diamati di Amerika Utara, sebagian disebabkan oleh tarian gravitasi antara Bumi dan Planet X. Akankah distorsi lain terjadi?
Seperti yang dicatat oleh pengamat yang cermat, saat matahari terbenam, Matahari tampak lebih besar dari biasanya. Jika cahaya spektrum merah, setelah meninggalkan Matahari, dibelokkan ke Bumi, apa pengaruh peningkatan jumlah debu merah di atmosfer bumi terhadap sinar cahaya yang datang dari Matahari ke Bumi? Kita dapat memperkirakan pembelokan tambahan mereka terhadap pusat gravitasi bumi, dengan ukuran Matahari yang lebih besar saat matahari terbit dan terbenam. Ukuran semua objek planet mungkin terdistorsi. Bulan mungkin terlihat lebih besar dan lebih dekat, sehingga terkadang membuat para pengamat khawatir. Pihak berwenang tidak akan memberikan penjelasan mengenai hal ini dan, seperti biasa, akan tetap diam tanpa menawarkan apa pun. NASA dan para ahli akan semakin merasa malu, dan orang-orang yang lebih khawatir akan mulai mencari jawabannya di internet, karena debu merah disebutkan dalam ramalan Hari Kiamat dan kemunculannya tidak dapat disembunyikan.
Terkadang pada malam hari kita berkesempatan mengamati fenomena di mana langit tampak kurang gelap. Dan hari ini kita akan membahas pertanyaan mengapa langit cerah di malam hari.
Mengapa cuaca terang di malam hari di musim dingin?
Pada periode musim dingin, kita tidak hanya terbiasa dengan kenyataan bahwa hari mulai gelap jauh lebih awal daripada di musim panas, tetapi juga dengan kenyataan bahwa cuaca biasanya sedemikian rupa sehingga bahkan di siang hari pun siang hari tampak kurang cerah. . Meskipun demikian, terkadang kita memiliki kesempatan untuk mengamati malam yang cukup terang, jadi kita perlu memikirkan pertanyaan mengapa langit cerah pada malam hari di musim dingin.
Mungkin ada dua alasan mengapa langit lebih terang di malam hari:
- Jika Anda memperhatikan bahwa malam tidak segelap biasanya, dan di luar sedang turun hujan berupa salju, bisa dipastikan saljulah yang menyebabkan langit begitu cerah. Kepingan salju memantulkan cahaya lentera dan cahaya bulan, sehingga menciptakan ilusi langit malam yang lebih terang;
- Jika langit cukup cerah dan tidak ada curah hujan, maka penyebab fenomena ini bisa dianggap kekeruhan yang kuat dan rendah. Perhatikan awan - awannya lebih rendah dari biasanya. Oleh karena itu, awan berperan sebagai pemantul cahaya dari bumi sehingga menimbulkan ilusi langit cerah.
Mengapa terangnya seperti siang hari di malam hari?
Jika, ketika bertanya-tanya tentang penerangan malam hari di permukaan bumi, Anda langsung tertarik pada informasi tentang apa yang disebut “Malam Putih”, yang diamati, misalnya, di St. Petersburg, maka dalam situasi ini jawabannya akan sepenuhnya berbeda.
Pertama-tama, perlu dicatat bahwa malam putih seperti itu diamati tidak hanya di St. Petersburg, tetapi juga di banyak bagian lain di planet kita. Misalnya, sangat mungkin seseorang akan tertarik dengan pertanyaan mengapa malam hari di Greenland terang, karena fenomena serupa juga terjadi di sana.
Peristiwa dalam skala planet dianggap sebagai penyebab terjadinya fenomena seperti itu. Faktanya adalah bahwa pada titik waktu tertentu, karena Bumi berputar mengelilingi Matahari sepanjang lintasan tertentu, dan juga berputar pada porosnya sendiri, planet kita berada pada lintasan sedemikian rupa sehingga bahkan pada malam hari Matahari berada di dalamnya. wilayahnya, misalnya, St. -Petersburg atau Greenland tidak terletak jauh di bawah cakrawala. Oleh karena itu, bahkan pada malam hari, sinar matahari tersebar di seluruh permukaan bumi dan di wilayah-wilayah yang disebutkan di atas, ada semacam senja, bukan malam biasanya.
