Зашто је небо плаво?

Ф1бГ18оКПлЛвтхзФЛцНи-ЦвфНИ4РерибпРЦ5СКСФор7И


Пре него што је у сваком аутомобилу (или у ранцима својевољних планинара) постојао пријемник Глобал Поситионинг Систем (ГПС), постојао је магнетни компас. У ствари, пре него што су постојали аутомобили и најлонски руксаци, истраживачи, морнари и гусари су се својим поузданим компасима сналазили око великог океана без особина. Чак и у облачној ноћи, без звезда које би вас водиле, мали комад магнетизованог метала, постављен тако да се слободно може њихати, рекао вам је који је пут север.

Шта је тако посебно на северу? Ако знате где је север, знате све. Окрените се ка северу, а југ ће бити иза вас, исток с ваше десне стране, а запад са ваше леве стране. Окрените ручни компас, а игла се, зачудо, не окреће с њим.

Осећајући привлачност које нисмо свесни, плутајућа метална игла се креће сама од себе, попут показивача на сабласној филмској плочи Оуија. Чини се да је игла повучена према неком далеком светионику, осећајући повлачење чак и кроз зидове.

Али игла на компасу није направљена од било ког старог метала. Уместо тога, то је метал који је магнетизован. Овај витки, лагани магнет има своје северне и јужне полове, које привлаче супротни полови других магнета. У међувремену, магнет се слободно окреће у било ком смеру.
Срећом за изгубљене путнике (посебно пре ГПС праћења у мобилним телефонима и аутомобилима), планета на којој путујемо сама је по себи магнет. Џепни компаси реагују на Земљин магнетизам постављањем у његово магнетно поље. Дакле, чак и у облачној ноћи, без звезда које би га водиле, морнар који плови у мрачном мору може пронаћи „север“ - а самим тим и југ, исток и запад.


(Земљино поље се обрће сваких 500.000 година или тако некако, али за сада је Земљин „јужни“ пол на северу, његов „северни“ пол на југу. Због тога ће северни пол магнетизоване игле, привучен својом супротношћу, тачка север. Пре око 800.000 година, игле компаса би биле усмерене ка југу.)

Људска бића користе компасе за навигацију више од 2000 година. Најранији компаси били су направљени од дрвета, преливеног са мало камења, природно магнетне руде гвожђа. Плутајући по води или другој течности, дрвени компас се слободно кретао, каменац се окретао док се није поравнао са земљиним пољем.


Научници мисле да је Земљино магнетно поље генерисано петљањем електричних струја у (суперхот) језгру течног метала наше планете. Замислите магнет са шипком забоден вертикално кроз средиште Земље, а његово невидљиво поље се извија у свемир попут водоравне фигуре 8.
Иако га не примећујемо, магнетизовани предмети осећају његово привлачење.

Али док је Земља велика, њено магнетно поље је прилично слабо. Наш планетарни магнет је хиљадама пута слабији од магнета на вашем фрижидеру, који може држати фотографије одељења и листе за куповину приковане за метална врата (или ухватити залуталу спајалицу ако се превише приближи).


Земљино магнетно поље варира широм планете, али је најјаче на половима. Магнетна снага се обично мери у гаусс или тесла јединицама. Најслабија, у деловима Јужне Америке, јачина Земљиног поља је око 0,3 гауса (30 микротесла). Близу северног и јужног магнетног пола снага расте на око 0,65 гауса (65 микротесла). Супротно томе, тај мали магнет у облику краве на вашем фрижидеру може бити јак 50 гауса (5.000 микротесла). Стога није ни чудо што Земљин слаб магнетизам не може учинити да спајалице масовно мигрирају на полове.


Пронађите још мистериозних научних питања у Како то?: Објашњена су сва дечија научна питања. Чињенице, забаве, једнако занимљиве родитељима као и дециКако то?серија је поуздан извор за живахне и јасне одговоре на научна питања деце. Сада је класична серија ревидирана, ажурирана, свеже илустрована у боји, допуњена са двадесет потпуно нових питања и комбинована у један већи, бољи обим. Радник, 16,95 меки увез. Сви узрасти.


КзККСМККСцНионипДХ4ФТ4еБИт9ВКС8дцЦРМв5у_Б3ГХВг

Јесењи хладни дани обрубљени су дубоким плавим небом и златном светлошћу, блиставим листовима жуте, наранџасте и црвене боје. Лишће које мења боју у јесен је начин дрвећа за припрему за дугу зиму, радије попут начина на који постављамо олујне прозоре и извлачимо топлу одећу и ћебад из складишта. Љети је лишће на дрвећу попут храстова и храстових јаворова зелено јер су пуни зеленог пигмента хлорофила.


Дрвећу је потребна сунчева светлост да би произвела хлорофил. Заузврат, хлорофил користи енергију сунчеве светлости за цепање воде (Х2О) у водоник и кисеоник. У међувремену, лишће такође апсорбује гас угљен-диоксида из ваздуха. Крајњи производи хемије лишћа: угљени хидрати (домаћа биљна храна за дрво) и кисеоник, испуштени у ваздух (гас који треба да удишемо). Читав процес назива се „фотосинтеза“.

Заједно са зеленим хлорофилом, већина листова садржи и жуте, наранџасте и црвено-наранџасте пигменте, каротеноиде. Дрвећу није потребна светлост за стварање каротеноида. Ботаничари их називају помоћним пигментима, јер каротеноиди упијају мало сунчеве светлости и (лепо) преносе енергију до хлорофила. Не видимо много ових заменичких пигмената (каротен, ликопен и ксантофил) лети, јер су маскирани обилним зеленим хлорофилом.

Али све краћи дани јесени значе мање дневне светлости и хладније време. Просечно дрво жури да сачува све хранљиве материје за зимско зимовање. Азот и фосфор се извлаче из лишћа ради складиштења у гранама. Слој плутастих ћелија расте између стабљика лишћа и њихових грана, смањујући залихе лишћа храњивим састојцима и водом.

Са смањеном сунчевом светлошћу, водом и хранљивим састојцима, синтеза хлорофила се успорава. Али стари, истрошени хлорофил се распада уобичајеном брзином - иронично, сунчева светлост га уништава - па се залихе сваког листа постепено смањују. На многим дрвећима, како зелена бледи, из скривања излазе жути и наранџасти пигменти. (Ту спадају каротени, пигменти који шаргарепу боје наранџасто.)

Али црвени и љубичасти пигменти се прво формирају у лишћу када време постане хладно, затамњујући лишће неких дрвећа гримизно и бордо. (Пигменти су антоцијани, од којих ротквице такође постају црвене, патлиџани љубичасти, а боровнице плаве.) Ботаничари су се дуго питали зашто су нека дрвећа генетски програмирана да производе антоцијанине на јесен. Ново истраживање указује да су антоцијанини можда заштитна крема за заштиту дрвета.

Антоцијанини се праве у шећерном соку лишћа, уз помоћ пуно сунца и хладних температура. Ботаничари мисле да антоцијанини штите фабрике фотосинтезе које бледе у лишћу од превише сунчеве светлости, баш као што пигмент меланин штити нашу кожу од сунца. Док црвени пигменти делују као штит, дрво се грозничаво разграђује и извлачи хранљиве састојке из лишћа у своје удове и дебло, пре него што лишће падне или умре.

Антоцијанини такође могу деловати попут витамина Ц или Е, уклањајући такозване слободне радикале пре него што нанесу оксидациону штету крхкој структури јесењег листа.

Горњи и спољни листови имају тенденцију да буду најцрвенији, јер су најизложенији сунчевој светлости и хладноћи. На неким дрвећима, попут шећерних јаворова, црвене боје антоцијанина у комбинацији са жутом бојом каротеноида дају посебно блиставе листове наранџе.

Боја која се окреће углавном је наслеђена, попут наше боје косе. Али да ли ће ове боје бити досадне или светле, зависи од времена.

Најдубље, најсјајније нијансе развијају се након недеља прохладног, сунчаног јесењег времена. На пример, када температура падне на између 0 ° Ц и 7 ° Ц између 32 ° Ф и 45 ° Ф, формира се више антоцијанина. У Сједињеним Државама идеално време за запањујуће лишће има места попут Вермонта.

Како јесен бледи према зими, тако и боје бледе, а лишће се олабави са својих привеза. Листови се за гране држе за стабљике. Како се време хлади, ћелије на крају сваке стабљике се распадају. На крају, сваки лист на својој грани држе само танке вене кроз које су некада текле вода и хранљиве материје. Лагани ветар или киша могу сломити ове лепршаве нити, шаљући лишће на тепих у боји на земљу.

Жути и црвени пигменти могу остати у лишћу данима након што падну на земљу. Међутим, постепено се живописни пигменти распадају. Остали су само танини - смеђе хемикалије које такође боје чај.

Сада смеђе лишће, одсечено од водоснабдевања, пресушује. Ухваћени ветром, ковитлају се кроз ваздух у лиснатим циклонама и пуцкетају под ногама на Ноћ вештица.


Пронађите још мистериозних научних питања у Како то?: Објашњена су сва дечија научна питања. Чињенице, забаве, једнако занимљиве родитељима као и дециКако то?серија је поуздан извор за живахне и јасне одговоре на научна питања деце. Сада је класична серија ревидирана, ажурирана, свеже илустрована у боји, допуњена са двадесет потпуно нових питања и комбинована у један већи, бољи обим. Радник, 16,95 меки увез. Сви узрасти.


Кс9иР-3ИмХдфл_ВЦ34отНЗбЛлТоИ-КУнЗФ4тН8гфНЕМК

Камиле се, за разлику од људи, уклапају у суво као рука у рукавицу.

Тело деве је идеално за екстремну сувоћу и екстремне температурне осцилације у пустињи: дневну врућину, ноћну хладноћу, жестоко пухање песка и мали приступ води.

Мислимо на деве као на пролаз кроз пустиње земаља попут Саудијске Арабије. Али изненађујуће, преци (величине зеца) модерних камила еволуирали су у Северној Америци, пре око 45 милиона година. Током милиона година еволуирале су јаре и веће деве. Камиле су живеле широм Северне Америке, од Канаде до Мексика.

У ствари, осам различитих врста камила живело је у данашњој Калифорнији. Један од њих био је високи Титанотилопус, који је био висок 11,5 стопа уз раме и тражио храну за обалу дуж калифорнијске обале пре 3 милиона година. Научници су такође открили фосиле још једне џиновске камиле која је живела у арктичким шумама на северу Канаде.

Камиле су се рашириле из Северне Америке у Јужну Америку и преко Беринговог моста, који је тада повезивао Северну Америку са Азијом. Пре 7 милиона година, камиле су се шириле све до данашње Шпаније.

Али пре 10 000 година, камиле у Северној Америци су изумрле, можда као резултат промене станишта, људских насеља и лова.

Данас постоје само две живе врсте правих камила. Двогрби Бактријанци живе у централној Азији. Једногрби дромедари лутају Афричким рогом и Блиским истоком.

Све камиле имају дуге, густе, увијене трепавице, маскара није потребна. Ивица уредно хвата песак који пуше, држећи га даље од великих смеђих очију камиле. Камиле такође имају трећи капак, који клизи са стране. У ваздуху пуном песка који пуше, камила може да затвори свој (врло танак) трећи поклопац и још увек види довољно добро да може да тапка у њему.

Камилице стршећих костију чела и чупавих обрва засјењују јој очи од засљепљујућег пустињског сунца. Њене пламене ноздрве могу се чврсто затворити против песка ветра. А њене мале, крзнене уши помажу у спречавању досадног песка за уши.

Следеће, температура камиле се аутоматски прилагођава температури ваздуха, падајући чак 93 ° Ф током хладних пустињских ноћи, а затим се попевши на готово 106 ° Ф током дана који лети (када температура може да нарасте на више од 125 ° Ф). Са разликом између температуре тела и ваздуха сведене на минимум, ваздух не загрева тело камиле онолико колико би хладније тело, попут нашег.

Вода је неопходна за сав живот на Земљи, а деве не могу преживети без ње. Крв је 91 посто воде. Ако се вода изгуби - на пример знојењем и мокрењем - и не замени, крв се згусне. Уместо да струји крвним судовима, креће се попут меласе.

То је опасно, јер брзо тече крв помаже у хлађењу тела. Како? Како тело храну претвара у енергију, ствара се топлота. Крв се загрева од ових реакција дубоко у телу, носећи ову топлоту док струји до и кроз кожу. Престо: Кожа зрачи топлоту у ваздух. Резултат: Тело остаје хладно. Али дехидрирана крв густа меда не може доћи до коже довољно брзо. Топлота се накупља; смрт може уследити.

Чак и по најхладнијем времену, људска бића могу да живе само неколико дана без воде. Камиле, међутим, могу да преживе до 17 дана између пића.

Метаболизам камиле - брзина којом њено тело сагорева храну - успорава се током врућег времена, чинећи тако мање телесне топлоте.

Камиле су такође развиле начин да рециклирају воду из својих бубрега, усмеравајући је у један од три одељка желуца, а затим назад у крв. Али има још: Ако камилину крв погледате под микроскопом, видећете да су црвене крвне ћелије овалне, а не округле као код других сисара. Рационализовани облик омогућава ћелијама које преносе кисеоник да пролазе кроз посуде - чак и када је дева дехидрирана.

Коначно, има и оних грба. Иако камилина грба заправо није пуна воде, у врућем времену одржава хладњак за камиле. Упаковане у грбе су масне, до 80 килограма у једној хумци. Како све то додатно подметање помаже поподне кад је 120 ° Ф? Грба делује као заштитна капуљача. Пекући се на пустињском сунцу, гомила масти упија и задржава топлоту, успоравајући спуштање до виталних унутрашњих органа камиле. У међувремену, остатак тела камиле - посебно оне танке, вретенасте ноге - зрачи топлоту у ваздух.

Али изнад свега, грба је девино снабдевање храном, попут руксака за планинаре пуњеног мешавином стаза, ћуретине и енергетских плочица. Грба (или две) омогућава камили да преживи неколико недеља, а да заправо не једе. Како се маст сагорева за енергију, грба се постепено смањује, постајући млитава и дискетирана.


Пронађите још мистериозних научних питања у Како то?: Објашњена су сва дечија научна питања. Чињенице, забаве, једнако занимљиве родитељима као и дециКако то?серија је поуздан извор за живахне и јасне одговоре на научна питања деце. Сада је класична серија ревидирана, ажурирана, свеже илустрована у боји, допуњена са двадесет потпуно нових питања и комбинована у један већи, бољи обим. Радник, 16,95 меки увез. Сви узрасти.


акСхГГ0РМВМоДфК0тГивЛрЈ3оДглвКс8ККСјИаОнПДММц

Следећи пут кад уђете у лифт у предворју високе зграде, затворите очи. Како се кутија у којој се возите глатко успиње, можда ћете се осећати као да се уопште не померате - бар док се на вашем поду не заустави. Размислите и схватићете да сте имали исто искуство у возу или аутомобилу. Или чак у млазном авиону, путујући кроз облаке брзином већом од 500 миља на сат.

Путујемо и ми на нашој планети, кружимо око Сунца, путујемо кроз свемир са остатком Сунчевог система, све док се Земља окреће на својој оси попут врха.

Заправо, брзина ротације наше планете на екватору већа је од брзине крстарења комерцијалног авиона. Земља има око својих најширих око 24.900 миља. Поделите то са 24 сата која су потребна да се једном окренете и добићемо Земљину брзину на екватору: вртоглавих 1.040 миља на сат.

Али пошто се удаљеност око планете смањује како путујемо према половима, мења се и релативна брзина. Дакле, на географској ширини Њујорка, брзина ротације Земље је око 783 миље на сат. Што значи да сте сваке секунде („један нилски коњ, два нилска коња“) путовали 1.148 стопа напред на својој планетарној вртешци. И као у авиону константном брзином, једноставно то не осећате.

Овај принцип су физичари открили пре векова: у затвореној кутији, без прозора из којих се може провирити, не постоји начин да се утврди да ли смо заустављени или се крећемо непроменљивом брзином.

Али ако се „кутија“ (или лифт, или авион) убрза или успори, изненада се појављује и осећај кретања. Доживљавамо кретање када се мења.

Будући да је брзина ротације Земље толико константна, ми (срећом) не можемо да осетимо колико се брзо стварно вртимо. Исто важи и за наше 365-дневно путовање око Сунца, које наша брза планета фијуче брзином од 67.000 миља на сат.

Иако сте окренути ка истоку са, рецимо, скоро 800 миља на сат, материју у вашем телу снажно привлачи много већа маса материје планете. Центрифугална, спољашња „сила“ створена ротацијом је мали делић снаге гравитационе силе усмерене наниже на нашој планети.

Али ако би се брзина ротације Земље нагло променила, схватили бисмо да се крећемо вратоломном брзином. Ако би Земља изненада успорила, научници кажу, ми бисмо се срушили напред; ако би се убрзало, преврнули бисмо се уназад.

А ако би се Земљина брзина ротације на екватору повећала на више од 18.000 миља на сат, са даном који је трајао само 80 минута, гравитација више не би могла да нас безбедно насади на земљу. И заиста бисмо одлетели у мрак.


Пронађите још мистериозних научних питања у Како то?: Објашњена су сва дечија научна питања. Чињенице, забаве, једнако занимљиве родитељима као и дециКако то?серија је поуздан извор за живахне и јасне одговоре на научна питања деце. Сада је класична серија ревидирана, ажурирана, свеже илустрована у боји, допуњена са двадесет потпуно нових питања и комбинована у један већи, бољи обим. Радник, 16,95 меки увез. Сви узрасти.


Зашто је небо плаво?

кПХСмД-емккИ79ЉВВЦ1п8ц_6А1бцсЛиу5Е2-4ивКхА

Сунчева светлост која осветљава дневно небо је бела. Па зашто небо није блиставо бело? Да би небо изгледало плаво, мора да се нешто дешава светлости док пролази кроз Земљину атмосферу.

Када бела светлост доспе са Сунца, она затвара из блиског вакуума свемира у гасовиту атмосферу која прекрива нашу планету. Док Земљин ваздух садржи трагове многих гасова, од угљен-диоксида до аргона, азот (са 78 процената) и кисеоник (21 проценат) чине већину атмосфере. А када се фотони сунчеве светлости сусретну са молекулима гаса Земљиног ваздуха, сусрет их мења.

Одакле долази плаво? Заправо, плаво је све време било на сунчевој светлости. Бело светло је направљено од скривене дуге боја, откривене када сноп сунчеве светлости пролази кроз призму. Тада видимо познати дугин спектар: црвена, наранџаста, жута, зелена, плава, индиго, љубичаста. Свака боја је различите енергије и таласне дужине.

Ваздушни гасови задиркују ове боје од беле светлости. Неке сунчеве светлости једноставно прођу кроз празне просторе између молекула гаса, нетакнуте до тла. Али светлост која је налетела на молекуле гаса апсорбује се, дели на своје праве боје и потом расипа на сваки начин.

Како то функционише? Атоми члана молекула гаса узбуђују се фотонима (честицама) светлости и поново емитују фотоне у различитим таласним дужинама - од црвене до жуте до љубичасте. Светлост се затим упућује према земљи или се шаље бочно у небо. У зависности од угла, нека светлост се чак зумира назад у свемир.

А ево како небо постаје плаво: Крај спектра сунчеве светлости, плаво-љубичасте боје, краће таласне дужине распршен је много више од црвених и жутих. Тако видимо плаво светло из свих праваца на небу, надјачавајући слабије црвену, жуту и ​​наранџасту.

Занимљиво је да се љубичаста светлост распршује молекулима гаса још јаче од плаве. Па зашто не бисмо видели небо преплављено у љубичастим бојама? Према физичару Јеарл Валкер са државног универзитета Цлевеланд, постоје два објашњења: Љубичасти део сунчеве светлости тамнији је од плавог, а људске очи су мање осетљиве на љубичицу краћих таласних дужина.

Можда је то друга прича за друге који живе на Земљи. Будући да су очи животиња осетљиве на различите таласне дужине светлости, вероватно је да многе животиње Земљино небо перципирају у различитим нијансама. На пример, медоносне пчеле могу да виде скроз у нама невидљиви ултраљубичасти спектар. За пчеле небо може бити обојено љубичасто.

За нас људе, током дана, истиче се плава боја, појачана црном позадином простора иза атмосфере обасјане сунцем. Али где плаво оде ноћу? Док је Сунце испод хоризонта, Земљино небо је и даље једнако пуно гаса, расипајући преосталу светлост. Према Валкеру, ноћно небо је заиста још увек плаво. Али плава боја је једноставно превише мутна да би је могле опазити наше очи и мозак. Међутим, фотоапарат постављен за дугу експозицију - сакупљајући светлост од неколико минута до неколико сати - може открити дубоко, истинско плаво светло звездане ноћи.


Пронађите још мистериозних научних питања у Како то?: Објашњена су сва дечија научна питања. Чињенице, забаве, једнако занимљиве родитељима као и дециКако то?серија је поуздан извор за живахне и јасне одговоре на научна питања деце. Сада је класична серија ревидирана, ажурирана, свеже илустрована у боји, допуњена са двадесет потпуно нових питања и комбинована у један већи, бољи обим. Радник, 16,95 меки увез. Сви узрасти.