Парадокс красного заходящего Солнца

[superuser]

Заходящее (и восходящее) Солнце приобретает оранжевый или красный цвет. Причина известна: рассеяние света в атмосфере. Рассмотрим вопрос подробнее. Когда Солнце находится в зените, солнечный свет проходит толщу атмосферы (пусть это будет 100 км) перпендикулярно земной поверхности. Если же Солнце находится возле горизонта, то путь света в атмосфере до глаза наблюдателя значительно удлиняется (этот путь примерно равен 1000 км, что легко показать геометрически). Известно, что атмосфера более-менее свободно пропускает длинноволновую, красную часть солнечного света. Что касается коротковолновых лучей (синих и зеленых), то эти лучи рассеиваются, меняют направление и не попадают в глаз наблюдателя. Таким образом, атмосфера как бы сортирует световые лучи и пропускает только красные. Этот эффект тем больше, чем больше путь световых лучей в атмосфере.

Вроде все понятно.

Однако существует противоположный эффект. Когда мы смотрим на удаленный лес (например, из окна поезда, или в горах), то этот лес приобретает явно ГОЛУБОЙ оттенок. Наверняка это все видели. Голубой оттенок удаленный предметов видно на фотографиях, и даже на пейзажах, когда художники хотят передать глубину перспективы. Какова же причина голубого оттенка? Удивительно, но причина - увеличение пути светового луча в атмосфере. То есть та же причина, что приводит к покраснению Солнца. Одна и та же причина (взаимодействие света с атмосферой) приводит к ПРОТИВОПОЛОЖНЫМ последствиям. В случае Солнца спектр смещается в красную (длинноволновую) сторону. В случае удаленного леса спектр смещается, наоборот, в голубую (коротковолновую).

Итак, задача. Почему Солнце краснеет (длинные волны), а лес синеет (короткие волны)?

[tola]

(Оффтоп)

Ну Вы сравнили!... СОЛНЦЕ и лес!

[venco]

Коротковолновая часть спектра рассеивается атмосферой, что даёт небу голубой цвет. Возможно, именно этот голубой рассеянный свет от атмосферы между наблюдателем и лесом и накладывается на свет от леса.

[Pphantom]

superuser в сообщении #1069683 писал(а):

Одна и та же причина (взаимодействие света с атмосферой) приводит к ПРОТИВОПОЛОЖНЫМ последствиям.

Вообще говоря, в этом месте было бы полезно объяснить, почему одна и та же причина не может приводить к противоположным последствиям.

Но подумать можно. Кому надоест - погуглите "опалесцирующее помутнение (воздуха)", это именно оно.

[superuser]

venco в сообщении #1069691 писал(а):

Коротковолновая часть спектра рассеивается атмосферой, что даёт небу голубой цвет. Возможно, именно этот голубой рассеянный свет от атмосферы между наблюдателем и лесом и накладывается на свет от леса.

Тогда голубой рассеянный свет накладывался бы на солнечный свет, что привело бы к голубому оттенку заходящего Солнца.

[venco]

superuser в сообщении #1069696 писал(а):

venco в сообщении #1069691 писал(а):

Коротковолновая часть спектра рассеивается атмосферой, что даёт небу голубой цвет. Возможно, именно этот голубой рассеянный свет от атмосферы между наблюдателем и лесом и накладывается на свет от леса.

Тогда голубой рассеянный свет накладывался бы на солнечный свет, что привело бы к голубому оттенку заходящего Солнца.

Если от солнечного света забрать голубой, и рассеять его во все стороны, то в исходном направлении голубого света станет меньше.

[superuser]

Если специально забрать, то да. А что происходит в реальности? У Солнца атмосфера забирает голубой и не отдаёт. А лесу, наоборот, отдаёт. Это очень странно. Не может же атмосфера отличать Солнце от леса.

[Xey]

Добавка рассеянного глубого мала. На тёмных объектах она заметна, на светлых не очень. Поэтому далекий тёмный лес голубоватый, а далекие снежные вершины все равно белые.

[superuser]

Pphantom в сообщении #1069692 писал(а):

superuser в сообщении #1069683 писал(а):

Одна и та же причина (взаимодействие света с атмосферой) приводит к ПРОТИВОПОЛОЖНЫМ последствиям.

Вообще говоря, в этом месте было бы полезно объяснить, почему одна и та же причина не может приводить к противоположным последствиям.

К сожалению, мне пока не удалось придумать формулировку вопроса получше. Идея в том, что атмосфера должна воздействовать на проходящий свет единообразно для Солнца и леса. Если спектр смещается, то должен смещаться в одну и ту же сторону для Солнца и для леса. Надо ещё подумать над вопросом, чтобы "заострить" его.

[Pphantom]

superuser в сообщении #1069700 писал(а):

Идея в том, что атмосфера должна воздействовать на проходящий свет единообразно для Солнца и леса.

Это правильно.

superuser в сообщении #1069700 писал(а):

Если спектр смещается, то должен смещаться в одну и ту же сторону для Солнца и для леса.

А это - нет. Собственно, Xey уже фактически огласил решение.

[venco]

superuser в сообщении #1069698 писал(а):

Если специально забрать, то да. А что происходит в реальности? У Солнца атмосфера забирает голубой и не отдаёт.

С чего вы взяли, что не отдаёт?

[superuser]

Во-первых, из контекста обсуждения: вы же не упомянули о том, что атмосфера может не только отбирать голубой, но и отдавать. "Если от солнечного света забрать голубой, и рассеять его во все стороны, то в исходном направлении голубого света станет меньше."

Во-вторых, по существу: остаётся непонятным, атмосфера отбирает голубой от Солнца или отдаёт голубой Солнцу?

-- 03.11.2015, 01:09 --

Xey в сообщении #1069699 писал(а):

Добавка рассеянного глубого мала. На тёмных объектах она заметна, на светлых не очень. Поэтому далекий тёмный лес голубоватый, а далекие снежные вершины все равно белые.

Правдоподобно. Но отсюда следует, что добавка голубого Солнцу мала, но есть. Следовательно, Солнце должно сохранять свой цвет, как в зените, с малой добавкой голубого. Но почему тогда Солнце краснеет?

Насчёт далёких снежных вершин. К своему стыду, я никогда их не видел воочию. Но эти вершины либо должны краснеть (подобно солнцу), либо синеть (подобно лесу). Если они остаются белыми, то это тем более странно. Из вашего объяснения понятно, что они не синеют. Почему же они не краснеют? Объяснение должно быть таким, что описывает все случаи.

[venco]

superuser, вы знаете значение слова "рассеивать"?

(Оффтоп)

Я, похоже, заканчиваю - какой-то бессмысленный разговор.

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Физика» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»
Причина переноса: похоже, тут уместнее.

[Red_Herring]

superuser в сообщении #1069709 писал(а):

Во-вторых, по существу: остаётся непонятным, атмосфера отбирает голубой от Солнца или отдаёт голубой Солнцу?

И забирает, и отдаёт. В общем, перераспределяет. Вот, допустим, есть 99 обычных юзеров и один superuser, у которого начальство забирает 120 рублей и отдают каждому по 1 рублю (а 20 в свою пользу),