Номер 8.114, страница 194 - гдз по физике 11 класс сборник задач Заболотский, Комиссаров

Колебания и волны. Глава 8. Волновая оптика. Дисперсия и рассеяние света - номер 8.114, страница 194.

Условие.

8.114. Почему с Земли небо видно голубым, а с Луны — чёрным?

Решение.

Различие в цвете неба на Земле и на Луне объясняется наличием атмосферы у Земли и её практическим отсутствием у Луны.

Небо на Земле кажется нам голубым из-за явления, называемого рэлеевским рассеянием света. Земная атмосфера состоит из множества молекул газов (в основном азота и кислорода). Когда солнечный свет, который является смесью всех цветов видимого спектра, проходит через атмосферу, он взаимодействует с этими молекулами и рассеивается. Синий и фиолетовый свет, имеющие более короткую длину волны, рассеиваются гораздо интенсивнее, чем красный и оранжевый свет с более длинными волнами. Интенсивность рассеяния обратно пропорциональна четвёртой степени длины волны света ($I \propto 1/\lambda^4$). Этот рассеянный во все стороны синий свет достигает наших глаз, и мы видим его, глядя в любую точку неба, из-за чего оно и кажется нам голубым.

На Луне же практически нет атмосферы. Её газовая оболочка настолько разрежена, что не способна заметно рассеивать солнечный свет. Из-за отсутствия рассеяния свет от Солнца распространяется прямолинейно. Поэтому, если смотреть с поверхности Луны, небо будет абсолютно чёрным, как в открытом космосе, даже днём. На этом чёрном фоне будут видны очень яркое Солнце, звёзды и Земля. Цвет неба создаёт именно рассеянный свет, а если рассеивать нечему, то и цвета у неба не будет.

Ответ: Небо с Земли видно голубым, потому что земная атмосфера рассеивает солнечный свет, причём синяя часть спектра рассеивается наиболее сильно и заполняет всё небо. У Луны нет атмосферы, поэтому солнечный свет не рассеивается, и небо выглядит чёрным, как в открытом космосе.