Номер 3, страница 114 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

3. Объясните происхождение цвета синего неба, синего стекла, синего листа бумаги.

Цвет синего неба

Цвет неба обусловлен физическим явлением, которое называется рэлеевским рассеянием света. Солнечный свет, который мы воспринимаем как белый, состоит из волн разной длины, соответствующих разным цветам спектра. Проходя через атмосферу Земли, солнечные лучи сталкиваются с молекулами газов (в основном азота и кислорода), размер которых значительно меньше длины волны видимого света.

Согласно закону Рэлея, интенсивность рассеяния света обратно пропорциональна четвёртой степени длины волны ($I \sim 1/\lambda^4$). Это означает, что короткие волны (синий и фиолетовый свет) рассеиваются в атмосфере гораздо эффективнее, чем длинные (красный, оранжевый, жёлтый). Рассеянный во все стороны синий свет доходит до нас от всего небесного свода, поэтому мы видим небо синим. В то же время прямой солнечный свет, лишившись значительной части синей компоненты, кажется нам желтоватым.

Ответ: Цвет синего неба является результатом рэлеевского рассеяния солнечного света на молекулах газов в атмосфере. При этом лучи синей части спектра рассеиваются значительно сильнее, чем лучи других цветов, и попадают в глаз наблюдателя со всех сторон.

Цвет синего стекла

Цвет синего стекла объясняется избирательным поглощением света. Само по себе стекло прозрачно, но для придания ему цвета в стекольную массу добавляют ионы определённых металлов. Для получения синего цвета чаще всего используют соединения кобальта (например, оксид кобальта).

Когда белый свет, содержащий все цвета радуги, проходит сквозь такое стекло, добавки в его структуре поглощают световые волны определённых длин. В случае синего стекла поглощаются в основном длинноволновые части спектра — красные, оранжевые и жёлтые лучи. Световые волны, соответствующие синему цвету, поглощаются в значительно меньшей степени и свободно проходят сквозь стекло. В результате свет, прошедший через стекло и попавший в наши глаза, имеет синий оттенок.

Ответ: Цвет синего стекла возникает из-за избирательного поглощения света. Красящие добавки в стекле поглощают лучи всех цветов спектра, кроме синего, который они пропускают.

Цвет синего листа бумаги

Цвет непрозрачных объектов, таких как лист бумаги, определяется процессами избирательного поглощения и отражения света. Поверхность синей бумаги покрыта красителем (пигментом), который обладает способностью поглощать определённые длины волн.

Когда на синий лист бумаги падает белый свет, пигмент в его составе поглощает лучи красной, оранжевой, жёлтой и зелёной частей спектра. Лучи синего цвета, напротив, не поглощаются, а отражаются от поверхности. Поскольку поверхность бумаги шероховатая, отражение происходит во всех направлениях (диффузно). Часть этого отражённого синего света попадает в наши глаза, и мы воспринимаем лист как синий.

Ответ: Цвет синего листа бумаги обусловлен тем, что краситель на его поверхности поглощает все лучи падающего белого света, кроме синих. Синие лучи диффузно отражаются от поверхности и попадают в глаз наблюдателя.