Номер 30.23, страница 155 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Оптические явления. 30. Дисперсия света. Цвет - номер 30.23, страница 155.

Условие.

30.23. Объясните происхождение цвета синей бумаги, синего стекла, синего неба.

Решение.

Решение

Происхождение цвета синей бумаги

Цвет непрозрачных объектов, таких как бумага, определяется тем, какие длины волн света они отражают. Белый свет (например, солнечный) представляет собой совокупность электромагнитных волн разной длины, которые соответствуют всем цветам видимого спектра. Когда белый свет падает на синюю бумагу, краситель в ее составе поглощает свет всех длин волн, кроме тех, что соответствуют синему цвету. Световые волны синей части спектра преимущественно отражаются от поверхности бумаги. Эти отраженные лучи попадают в наши глаза, и мозг интерпретирует этот сигнал как синий цвет. Этот механизм основан на избирательном поглощении и отражении света.

Ответ: Синяя бумага содержит краситель, который поглощает все лучи видимого спектра, кроме синих. Отраженные синие лучи попадают в глаз наблюдателя, поэтому бумага кажется синей.

Происхождение цвета синего стекла

Цвет прозрачных объектов, в отличие от непрозрачных, определяется тем, какие длины волн света они пропускают. Когда белый свет проходит сквозь синее стекло, вещество стекла, содержащее специальные добавки (например, соединения кобальта), работает как светофильтр. Оно поглощает световые волны почти всех длин, за исключением тех, что соответствуют синей части спектра. В результате свет, прошедший через стекло, оказывается преимущественно синим. Когда этот прошедший свет попадает в наши глаза, мы воспринимаем стекло как синее. Этот механизм основан на избирательном поглощении и пропускании света.

Ответ: Синее стекло пропускает лучи синей части спектра и поглощает все остальные. Поэтому в проходящем свете оно кажется синим.

Происхождение цвета синего неба

Синий цвет неба имеет совершенно иную природу и объясняется явлением рассеяния света в атмосфере Земли. Этот эффект называется рэлеевским рассеянием. Солнечный свет на пути к Земле проходит через атмосферу, состоящую из мельчайших молекул газов (азота, кислорода и др.). Размеры этих молекул значительно меньше длин волн видимого света. Согласно закону Рэлея, интенсивность рассеяния света обратно пропорциональна четвертой степени длины волны: $I \propto 1/\lambda^4$. Это означает, что коротковолновый свет (фиолетовый и синий) рассеивается гораздо интенсивнее, чем длинноволновый (красный и желтый). Когда мы смотрим на небо в любом направлении, кроме прямого на Солнце, в наш глаз попадает именно этот рассеянный свет. Так как синий свет рассеивается во все стороны наиболее сильно, небо для нас выглядит синим. Небо не кажется фиолетовым, несмотря на еще более короткую длину волны, по трем причинам: Солнце излучает меньше фиолетового света, чем синего; часть фиолетового света поглощается в верхних слоях атмосферы; и человеческий глаз менее чувствителен к фиолетовому цвету.

Ответ: Цвет неба обусловлен рэлеевским рассеянием солнечного света на молекулах газов в атмосфере. Синий свет, имеющий короткую длину волны, рассеивается значительно сильнее, чем свет с большей длиной волны (например, красный). Этот рассеянный во все стороны синий свет и придает небу его цвет.