Большое удовольствие -следить летом за проплывающими мимо кучевыми облаками и пытаться объяснить, почему они то светлые, то темные. Когда облако освещено Солнцем, оно ослепительно белое, но когда облако проходит над нами, его основание становится серым или совсем темным. Капли воды в облаке так тесно расположены друг к другу, что оно представляет собой почти совершенно непрозрачное белое тело – белое потому, что свет с трудом проникает в облако, но очень хорошо отражается многочисленными каплями. Если Солнце закрыто кучевыми облаками, они кажутся темными, но края облаков всегда светлые: «каждое облако имеет серебряную подкладку».

Таким образом, распределение света и тени дает нам интересные данные о различных частях облака – верхних, нижних, передних, задних и о действительной форме этого громадного образования. Не всегда легко получить правильное представление о его пропорциях, а также о положении облака по отношению к Солнцу. Если, например, облака располагаются передо мной, а Солнце на некотором расстоянии над ним, я буду озадачен, увидев лишь одни тени (рис. 169, а). Я не могу представить себе грандиозность

Рис. 169. Свет и тени на кучевых облаках: а) как мы видим пейзажи
наблюдателя, если смотреть с севера на юг; б) ошибочные личные впечатления наблюдателя и картина, которую он ожидает увидеть; в) как обстоит дело в действительности. В случаях б) и в) наблюдатель смотрит с востока на запад. Солнце на юге.

расстояния до Солнца, бессознательно считаю его весьма близким и потому мне кажется, что часть АВ должна быть освещена (рис. 169, 6). На самом же деле солнечные лучи, освещающие облако, идут параллельно линии, соединяющей Солнце с моим глазом (рис. 169, в).

Как бы капризна ни была игра света и тени, как бы ни усложняли дело тени, отбрасываемые одним облаком на другое, кажется невозможным объяснить только этим все различия в цветах кучевых облаков.

И.Левитан

Когда небо проясняется после бури и на нем остается лишь несколько кучевых облаков, ярко освещенных Солнцем и расположенных так, что тень от одного из них никак не может упасть на другое, эти облака становятся все темнее и темнее и, наконец, перед тем как совсем исчезнуть, превращаются в сине-черные. Общее впечатление таково, что тонкие части кучевых облаков, видимые на фоне синего неба, оказываются не «синее+белое» (как можно было бы ожидать), но «синее+черное».

С другой стороны, кучевое облако кажется серым, когда мы видим его на фоне другого большого облака, совершенно белого, так что не может возникнуть вопрос об увеличении яркости просто из-за роста общей толщины слоев. Физика этих явлений, хотя и наблюдаемых ежедневно, все еще недостаточно изучена. Конечно, следует очень осторожно отнестись к мысли о том, что облака действительно поглощают свет; сначала нужно попытаться объяснить явление, предполагая, что облака представляют собой твердые белые образования, затем вспомнить, что в действительности это не что иное, как рассеивающий свет туман, и, наконец, принять во внимание, что облака могут содержать темные пылевые частицы.

Интересно сравнивать облака с белым паром (не дымом!) паровоза, В некоторых случаях пар кажется белее, если наблюдать под большим углом к падающему свету, и менее ярким при наблюдении со стороны Солнца, когда глаз воспринимает лучи, отраженные почти в направлении падения. В других случаях, независимо от направления наблюдения, пар гораздо ярче самых ярких частей кучевых облаков; может быть, это связано с большим расстоянием до облаков и ослаблением света из-за рассеяния в воздухе.

Георгий Нисский. Осень. Семафоры

Темные кучевые облака на большом расстоянии часто кажутся синеватыми. Это не цвет самих облаков, а свет, рассеянный в атмосфере между облаком и нашим глазом. Чем дальше такое темное облако, тем больше его цвет приближается к цвету неба. С другой стороны, яркие облака близ горизонта становятся желтоватыми.

Следовало бы также рассмотреть и другие облака и попытаться объяснить, например, почему дождевые облака такие серые, почему у грозовых облаков особенный свинцовый цвет виден рядом с блеклооранжевым, Не пыль ли это? Наши сведения обо всем этом, однако, так неполны, что мы ограничимся призывом к читателю вести самостоятельные наблюдения.

Распределение яркости по небесному своду, когда он сплошь и равномерно затянут облаками, очень характерно и как бы дополняет распределение при ясном небе. Сравните, например, при помощи зеркальца зенит и горизонт: при ясном небе зенит всегда темнее; отношение яркостей колеблется от 3 до 5 (фотографии Х1Х и ХХ).

Многие из нас ещё в далёком детстве хоть раз, да задавались подобным вопросом, отчего небо над нами голубое? Ведь свет, который доходит до нас прямиком с Солнца, по сути, является белым, никак не голубым. Однако, по мере взросления, люди наверняка не потеряли интереса к данному вопросу. Многие были бы не прочь усмирить своё любопытство и всё-таки узнать, почему небесный свод именно голубого оттенка.

Почему небо голубое: физика

Более подробно углубиться во все тонкости этого вопроса поможет физика, где учёные уже давно разобрались в причинах и всё досконально изучили. Нам остаётся лишь вкусить плоды их кропотливой работы.

Итак, начнём с того, что нашу планету отличает от других – это наличие воздуха, которым могут дышать живые организмы. Хоть в его состав и входят азот, кислород, углекислый газ, пары воды, различные пылинки, которые постоянно находятся в движении, он, тем не менее, остаётся абсолютно прозрачным. Но зато солнечный свет обладает огромным количеством цветов, нам они знакомы как цвета радуги. Каждый из семи цветов обладает собственной волной, лучом, и все они разные по длине.

Чтобы солнечному свету достичь земли, ему необходимо пробиться через огромный слой воздуха. Именно во время прохождения света сквозь воздух лучи начинают рассеиваться, а более интенсивно процесс этот происходит именно с синим цветом. Объясняется это очень просто – длина волны синего света самая короткая. Вот так, с точки зрения физики, объясняется голубизна неба.

Физика ответила нам на вопрос «почему небо голубое» , но как же быть с облаками, ведь они имеют белый оттенок, хоть и находятся в воздухе. Было бы логично предположить, что лучи солнечного света будут рассеиваться сквозь облака точно так же, как и, проходя сквозь толщу воздуха. Но к этому вопросу нужно подойти немного с другой стороны.

Облака, прежде всего, это мельчайшие частицы воды, испарившиеся с поверхности земли и сгруппировавшиеся в газообразную массу. Но как бы ни были малы эти частицы, они всё равно будут по размеру гораздо крупнее молекулы воздуха. Именно в размере молекул и кроется ответ на данный вопрос.

Как нам стало известно, солнечные лучи, проникая в атмосферу Земли, на своём пути встречают препятствие – воздух, которое возможно преодолеть лишь путём рассеивания. Но с облаками такой способ не действует всё из-за того же размера молекул. Свет, встречаясь с микро-капелькой воды, не преломляется, а наоборот, отражается от её поверхности.

Это позволяет солнечному лучу остаться в своей изначальной палитре цветов, то есть, белым, при этом окрасив молекулы облаков в белый цвет.

В разделе на вопрос Почему облака белые,а грозовые тучи чёрные? заданный автором Наталья Наталья лучший ответ это В обычных облаках капель воды как правило мало, скорее там не капли а очень мелкие частицы. Солнечный свет отражается от внешней стороны таких частиц. При таком отражении преломления не происходит, соответственно отраженный свет остается белым. В грозовых тучах (даже в больших плотных облаках) воды гооооораздо больше, соответственно больше света поглащается, но также возрастает вероятность того, что свет доотражается до того, что отразится вверх, от земли - поэтому тучи снизу кажутся темными.. . В облаках (тучах) кроме воды (в виде пара или кристалликов льда) ничего нет, собственно это и есть суть облака/тучи. Тучи чернее также могут казаться из-за относительно низкой высоты "полета", а солнце может светить больше в бок, чем в центр сверху.

Ответ от Пмууууууууец мкемеуц [новичек]
пото тому што через нее не проходят лучи солнца

Ответ от Leonid [гуру]
Всё дело исключительно в размерах САМОГО ОБЛАКА, и в последнюю очередь - в размере капель воды. Просто если внимательно посмотрите, то даже и ообычные облака бывают разного оттенка - с переходом белого в серый. То есть понятно, что 1) белый от серого отличается просто количеством света, дошедшего до нижней границы облака, и 2) ключевой фактор тут - это сколько солнечному свету надо идоти сквозь облако. Чем облако толще (грозовые облака - это несколько километров толщины!) , тем сильнее рассеивается/поглощается свет. Значит, тем меньше его доходит до нижней границы облака. Значит, тем более тёмным оно выглядит СНИЗУ. Если посмотреть на грозовое облако сверху (с самолёта это запросто) , то там все облака белые, потому что отражение происходит одинаково, а поглощение, когда смотришь СО СТОРОНЫ ИСТОЧНИКА СВЕТА, не влияет.

Ответ от Лексус Быстроход [гуру]
Поскольку белые облака состоят в основном из больших капель воды, солнечный свет проходя через них, не разподается на состовляющие и остается белым.Грозовые тучи имеют более плотную структуру и отражают лучи света обратно вверх, таким образом нам кажется, что облака имеют черный цвет.

Ответ от Їетвертое Измерение [гуру]
Размеры водяных капель в облаке достаточно большие, и свет отражается от их внешней поверхности. При таком отражении свет не разлагается на составляющие цвета, а остается белым. Очень плотные облака кажутся черными потому, что они пропускают мало солнечного света - он либо поглощается каплями воды в облаке, либо отражается вверх.

Одной из отличительных черт человека является любознательность. Наверное, каждый, будучи ребенком, смотрел на небо и задавался вопросом: «почему небо голубое?». Как оказывается, ответы на такие, кажется, простые вопросы требуют некоторой базы знаний в области физики, а потому не каждый родитель сможет верно объяснить ребенку причину указанного явления.

Рассмотрим данный вопрос с научной точки зрения.

Диапазон длин волн электромагнитного излучения охватывает почти весь спектр электромагнитного излучения, в который входит и видимое для человека излучение. На представленном ниже изображении показана зависимость интенсивности излучения Солнца от длины волны этого излучения.

Анализируя данное изображение, можно отметить тот факт, что видимое излучение также представлено неравномерной интенсивностью для излучения различных длин волн. Так относительно малый вклад в видимое излучение дает фиолетовый цвет, и наибольший – синий и зеленый цвета.

Почему небо голубое?

Прежде всего на этот вопрос нас наталкивает тот факт, что воздух – бесцветный газ и не должен излучать синий свет. Очевидно, что причиной подобного излучения является наша звезда.

Как известно, белый свет на самом деле является комбинацией излучения всех цветов видимого спектра. С помощью призмы можно явно разложить свет на весь диапазон цветов. Подобный эффект возникает в небе после дождя и образует радугу. Когда же солнечный свет попадает в земную атмосферу, он начинает рассеиваться, т.е. излучение меняет свое направление. Однако, особенность состава воздуха такова, что при попадании света в него, излучение с короткой длиной волны рассеивается сильнее, чем длинноволновое излучение. Таким образом, беря во внимание изображенный ранее спектр, можно заметить, что красный и оранжевый свет, практически не будут менять своей траектории, проходя через воздух, в то время как фиолетовое и голубое излучения будут заметно менять свое направление. По этой причине в воздухе возникает некий «блуждающий» коротковолновый свет, который постоянно рассеивается в этой среде. В результате описанного явления, кажется, что коротковолновое излучение видимого спектра (фиолетовый, голубой, синий) излучается в каждой точке неба.

Общеизвестный факт восприятия излучения состоит в том, что глаз человека может уловить, увидеть, излучение только в том случае, если оно непосредственно попало в глаз. Тогда, смотря в небо, Вы вероятнее всего будете видеть оттенки того видимого излучения, длина волны которого наименьшая, так как именно оно рассеивается в воздухе лучше всего.

Почему же смотря на Солнце Вы не видите отчетливо красный цвет? Во-первых, внимательно рассмотреть Солнце человеку вряд ли удастся, так как интенсивное излучение может повредить зрительный орган. Во-вторых, несмотря на существование такого явления как рассеяние света в воздухе, все же большая часть света, излучаемого Солнцем, доходит до поверхности Земли не подвергаясь рассеиванию. А потому все цвета видимого спектра излучения совмещаются, формируя свет с более выраженным белым цветом.

Вернемся к рассеянному воздухом свету, цвет которого, как мы уже определили, должен иметь наименьшую длину волны. Из видимого излучения наименьшей длиной волны обладает фиолетовый, следом идет голубой, и несколько длиннее волны имеет синий цвет. Принимая во внимание неравномерную интенсивность излучения Солнца, становится ясно, что вклад фиолетового цвета мизерный. Поэтому наибольший вклад в рассеянное воздухом излучение несет голубой цвет, а следом – синий.

Почему закат красный?

В случае, когда Солнце прячется за горизонт, мы можем наблюдать то самое длинноволновое излучение красного-оранжевого цвета. В данном случае свет от Солнца должен пройти заметно большее расстояние в атмосфере Земли, прежде чем достигнет глаз наблюдателя. В месте, где излучение Солнца начинает взаимодействовать с атмосферой, наиболее выраженными являются голубой и синий цвета. Однако, с расстоянием коротковолновое излучение теряет свою интенсивность, так как значительно рассеивается по пути. В то время как длинноволновое излучение отлично справляется с преодолением таких больших расстояний. Вот почему Солнце красное на закате.

Как было упомянуто раньше, хоть длинноволновое излучение и слабо рассеивается в воздухе, все же рассеяние имеет место быть. Поэтому находясь на горизонте, Солнце излучает свет, из которого до наблюдателя доходит лишь излучение красно-оранжевых оттенков, которое несколько успевает рассеяться в атмосфере, образуя ранее упомянутый «блуждающий» свет. Последний и окрашивает небо в пестрые оттенки красного и оранжевого цвета.

Почему облака белые?

Говоря об облаках, известно, что они состоят из микроскопических капелек жидкости, которая рассеивает видимый свет почти равномерно, независимо от длины волны излучения. Тогда рассеянный свет, направленный во все стороны от капельки, рассеивается вновь на других капельках. При этом комбинация излучений всех длин волн сохраняется, и облака «светятся» (отражаются) белым цветом.

Если погода пасмурная, то солнечное излучение доходит до поверхности Земли в незначительном количестве. В случае с большими облаками, или их большим количеством, некоторая доля солнечного света поглощается, потому небо тускнеет и принимает окрас серого цвета.