Я бы объяснил трехлетнему ребёнку абсолютно непосредственными, феноменологическими терминами; пусть он проведет следующий опыт.

Как вы знаете, голубизна небесного шара — это скорее явление рассеяния , чем пропускания , но это, наверное, слишком много деталей. Я думаю, вам нужно сохранить объяснение в духе «материал меняет свет, который проходит через него или выходит из него» и сделать это примерно следующим образом.

Возьмите несколько разноцветных целлофанов или другого прозрачного цветного пластика и фонарик (фонарик или свечу). Яркий белый современный светодиодный фонарик сделает эксперимент более ярким. Покажите ему, как материя окрашивает свет, когда он проходит через материю. Белый без присутствующей среды, окрашенный.

Что-то, что, я помню, был очарован в том маленьком возрасте, было кроваво-красным светом факела, сияющим сквозь пальцы, особенно перепончатая кожа между пальцами, когда кто-то кладет ладонь чашечкой на мощный свет факела (это прекрасно работает для нежных детских пальцев). Это то же явление, что и целлофан, окрашивающий свет.

Тогда он должен быть в состоянии признать, что воздух — это очень «разреженный» материал, но его очень много. Скажите ему, на какую высоту ему нужно будет подняться, чтобы пройти по воздуху (с точки зрения ходьбы до дома кого-то, кого он хорошо знает и находится в 10 или 20 километрах от него). Итак, как и в случае с целлофаном, вы ожидаете, что он изменит проходящий через него свет.

Цвет неба — это изменение, которое материал неба вызывает при прохождении света или отражении от него, точно так же, как целлофан.

Этот подход также показывает ему, что явление не более загадочно — но также важно, что оно не менее загадочно — чем то, почему все вокруг него окрашено. Небо не особенное и не сложное, в отличие от его цветных игрушек или кукол. Тайна окружает его повсюду, и это может побудить его задуматься о том, что означает сам цвет, и не принимать это как должное.

Вы бы объяснили это так же, как объяснили бы пятидесятилетнему человеку.

Как насчет этого...

«Как вы знаете, есть разные цвета… красный, зеленый и так далее. Воздух любит отражаться от этих цветов. Удивительно, но воздух больше всего любит отражаться от синего. много ... они просто уходят. Поэтому, когда вы смотрите на небо, мы видим, как все голубое прыгает вокруг. Воздух прыгает вокруг голубого!"

(Дети постарше могут затем спросить: «Отлично! Но почему воздух прыгает вокруг синего, а не какого-то другого цвета?» Тогда лучший ответ будет примерно таким: « Это из-за разного размера и скорости разных цветов. Оказывается, этот воздух лучше всего подпрыгивает вокруг голубого. Остальные просто проходят сквозь него — и уходят. Посмотрите на небо, и вы увидите, как все голубое подпрыгивает!» )

Кроме того, для трехлетних детей нет ничего плохого в том, чтобы представить цвета как «маленькие шарики» ¹ в этом объяснении, если это необходимо.

Глядя на другие превосходные ответы, также поговорите о том, насколько велик воздух. (Возможно, что трехлетние дети знают, что такое «космическая станция» или «спутники» в наши дни, с бесконечным Netflix и iPad. Используя методы из других ответов, вы могли бы показать, сколько воздуха есть, «вплоть до космические станции!» «там, где темно», потому что там «нет воздуха, чтобы отражать цвета».)

Во-вторых, из других ответов вы можете сделать отличный вывод о закате. «Когда вы смотрите больше на солнце, на закате красные шары летят к вам по воздуху — воздух отскакивает от синих шаров». (Конечно, это становится все менее и менее точным — скажем, все более и более 19 веком — мало-помалу.)

Так вот как вы объясняете, что небо голубое, всем, включая трехлетних детей. Вы объясняете это, объясняя, как оно есть. Воздух подпрыгивает синим вокруг. Но сначала!...

Но сначала!!!!

Критически, с педагогической точки зрения, я бы предварил все объяснение следующим образом: это более важно, чем фактическое объяснение.

«Это ДЕЙСТВИТЕЛЬНО СЛОЖНЫЙ вопрос. Важно, чтобы вы знали, никто не имел ни малейшего представления об этом до самого недавнего времени. Например, когда ваша бабушка {что угодно} была жива. Был великий человек по имени Эйнштейн, который понял это { я не совсем уверен, знают ли трехлетние дети из телевизора клише об «Эйнштейне» как о нашем великом ученом — если да, бинго, это достаточно хорошо}. До этого это было действительно загадкой. Это до сих пор остается загадкой» .

Я не совсем уверен, как лучше всего выразить это трехлетнему ребенку, но очень важно убедить трехлетнего ребенка в понятных ему терминах, что

• люди в настоящее время почти ничего не знают

• только со времен Просвещения — совсем недавно — мы пытались во всем разобраться. (Дайте краткий обзор эпохи Просвещения, начиная с эпохи Возрождения в Италии)

• не забывай, у нас совсем недавно было только электричество, телефоны, мы побывали на Луне и т. д. ("это тебе бабушка достала")

• многие вопросы, которые вы можете задать, очень и очень сложны - ваша мама не знает ответа, даже ваша тетя, которая работает в Большой школе с 30-километровым подземным туннелем, не знает ответа

• когда вы немного подрастете, вы тоже сможете начать пытаться разобраться в этих вопросах вместе с мистером Эйнштейном, вашей тетей и т. д.

Эта «маленькая речь» затмит по жизненному значению любое объяснение того, почему небо голубое. (Кстати, вопрос «почему небо голубое» поразителен для трехлетнего ребенка, я уверен, что ему почти четыре!)

Испытания

К сожалению, сейчас у меня нет под рукой трехлетнего ребенка — он ужасно мал, — но тестирование показывает, что это совершенно понятно семи-восьмилетнему ребенку.

Суть трехлетнего объяснения такова: «Воздуху нравится отражаться от разных цветов. Но больше всего ему нравится отражаться от синего. Поэтому, когда вы смотрите на воздух, вы видите весь этот синий цвет».

(Другие цвета «проходят сквозь» или «уходят»… «проходят сквозь» — слишком сложная концепция для трехлетних детей, так что давайте туда.)

¹ учитывая, что в настоящее время наше базовое понимание фундаментальной природы энергии и материи таково: Совершенно Ничто Что бы то ни было: нет ничего плохого в том, чтобы говорить о «маленьких шариках!» до ТРЕХлетнего возраста!

Никто лучше местного университета не может ответить на этот вопрос своим утверждением:

Ясное безоблачное дневное небо голубое, потому что молекулы в воздухе рассеивают синий свет солнца больше, чем красный свет. Когда мы смотрим на солнце на закате, мы видим красный и оранжевый цвета, потому что синий свет рассеивается за пределами поля зрения.

Источник: http://math.ucr.edu/home/baez/physics/General/BlueSky/blue_sky.html .

Я думаю, что единственный способ сделать это более понятным для молодого человека, не имеющего понятия о молекулах, — это объяснить следующее:

Днем небо голубое, потому что маленькие шарики энергии двигают синий свет больше, чем другие цвета.

Это также может потребовать объяснения того, что эти маленькие шарики энергии (простой способ сказать, частица или барионная материя) существуют во все времена. Это только в том случае, если вы решите использовать такой способ объяснения, но я уверен, что вы его скорректируете. Тем не менее, я надеюсь, что это поможет вам.

Основываясь на первых двух ответах, я попытался убить двух зайцев одним выстрелом:

Я воспользовался своим объяснением, чтобы дать ему жизненный урок на будущее, поскольку над ним иногда издеваются в детском саду.

Я показал ему вариант предложенного эксперимента с фильтром, а затем продолжил:

Вообразите, что частицы пыли в воздухе являются хулиганами (в качестве рассеивающих агентов) для маленьких частиц света (именно так, я сказал ему, что они называются фотонами). Можно сказать, что синий свет более решителен для достижения успеха перед лицом издевательств (более энергичен), а красный свет менее таков.

Затем, со временем, красный свет может показать свои достижения либо рано, либо поздно, когда над ними не так сильно издевались, из синего света слишком сильно издевались (рассеивали) (небо красное на рассвете и в сумерках), но синий свет полон решимости продолжать жить, он выдерживает много издевательств, и их достижения можно увидеть до тех пор, пока есть свет, кроме красного (небо голубое в течение дня).

Наконец, я сказал ему, что он должен стремиться быть похожим на голубой свет, который преуспевает перед лицом невзгод. Таким образом, он, казалось, принял это.

Я знаю, что теоретически это ни в коем случае не подходит, но, пожалуйста, простите любые нарушения с моей стороны. Я также сказал ему, что постараюсь объяснить ему это более буквально, когда он станет старше и узнает больше о физике, которой он сейчас, кажется, очень интересуется. Я с нетерпением жду возможности опубликовать несколько его следующих вопросов. Спасибо.