Солнечный свет, если он попадает в наш глаз непосредственно, а не через систему каких-нибудь фильтров, например, в виде атмосферы или облаков, воспринимается нами, как белый. В то же время сегодня практически все знают, что если этот свет пропустить через призму, то на выходе мы получим семь цветов, вместе составляющих спектр электромагнитного излучения (на одном конце которого красный цвет, а на другом — фиолетовый), видимый человеком.
Космонавты, находящиеся на орбитальной станции, видят Солнце как ослепительно-белое круглое пятно окруженное черным пространством космоса. И это понятно, ведь все составные части солнечного белого света доходят к ним через безвоздушное пространство, не встречая препятствий на пути и, следовательно, не искажаясь.
Но люди, которые смотрят на небо с поверхности Земли, видят, его не белым, а голубым? Почему? Самое простое объяснение (но неправильное), могут дать те, кто носит очки с фильтрами, защищающими зрение от яркого света. Ведь они знают, что такие очки бывают и темно-желтыми, и синими, и зелеными, и даже розовыми. То есть, некоторые думают, что атмосфера, просто пропускает через себя только солнечные лучи голубого цвета, а все остальные задерживает.
Объяснение же правильное является более сложным. Оно основано на законах квантовой физики, которая утверждает, что солнечные лучи — это движущиеся с огромной скоростью элементарные частицы, фотоны, не имеющие заряда и являющиеся квантами электромагнитной энергии. Чем больше энергия фотонов, тем короче длина волны света, которому они соответствуют.
Беспрепятственно пройдя путь от Солнца до Земли, одни из этих частиц проникают через атмосферу, не сталкиваясь с молекулами газов ее составляющими, и достигают земной поверхности. Большинство же других — поглощаются встретившимися на их пути молекулами. При соударении с фотонами молекулы получают от них энергию, которую вскоре опять теряют, испуская тоже фотоны, но уже немного другие, называемые вторичными.
Энергия вторичных фотонов может быть разной, а это означает, что возбужденные в результате соударения молекулы излучают корпускулы света разного цвета, и среди них есть кванты энергии и «синие», и «голубые», и других «цветов».
Эти вновь рожденные элементарные частицы разлетаются по всем направлениям: одни летят к Земле, другие — к Солнцу, а третьи — в какие-нибудь иные стороны. Как показали исследования, проведенные физиками, при испускании молекулами газа вторичных фотонов, на один излученный «красный» квант приходится восемь «синих» квантов света.
Таким образом, своим синим светом нас освещают миллиарды молекул атмосферы. Но так как к нему подмешиваются и кванты других цветов, то небо не насыщенно синее, а другого оттенка: голубого.
Как видите, понять, почему небо над нами голубое, было не так просто, как вначале казалось. Для этого потребовалось воспользоваться серьезным багажом знаний, накопленным человечеством на протяжении веков. Неудивительно поэтому, что природа голубизны неба была объяснена только в конце XIX века, и было это сделано в 1899-м английским физиком и механиком Джоном Уильямом Стреттом.
