يمكنك الكتابة معنا بالموقع
الكتابة بحرية تامة
سجل حسابك بالموقع الان انه مجاني

السماء زرقاء لماذا

2020-12-07 14:31:29 منوعات ...






من الأسئلة الأولى التي يسألها الطفل الفضولي غالبًا عن العالم الطبيعي هو "لماذا السماء زرقاء؟" ومع ذلك ، على الرغم من مدى انتشار هذا السؤال ، إلا أن هناك العديد من المفاهيم الخاطئة والإجابات الخاطئة المتداولة - لأنه يعكس المحيط ؛ لأن الأكسجين غاز أزرق اللون ؛ لأن ضوء الشمس لونه أزرق - بينما غالبًا ما يتم تجاهل الإجابة الصحيحة تمامًا. في الحقيقة ، السبب في أن السماء زرقاء يرجع إلى ثلاثة عوامل بسيطة تم تجميعها معًا: ضوء الشمس هذا مصنوع من ضوء بأطوال موجية مختلفة ، وأن الغلاف الجوي للأرض يتكون من جزيئات تشتت الضوء بأطوال موجية مختلفة بكميات مختلفة ، و حساسية أعيننا. ضع هذه الأشياء الثلاثة معًا ، وستكون السماء الزرقاء أمرًا لا مفر منه. إليك كيف يتم دمجها جميعًا.



يتكون ضوء الشمس من جميع ألوان الضوء المختلفة ... ثم بعض! إن الغلاف الضوئي لشمسنا شديد الحرارة ، عند 6000 كلفن تقريبًا ، لدرجة أنه ينبعث منه طيفًا واسعًا من الضوء ، من الأشعة فوق البنفسجية بأعلى طاقات إلى المرئي ، من البنفسجي وصولاً إلى اللون الأحمر ، ثم إلى أعماق جزء الأشعة تحت الحمراء من الطيف. أعلى ضوء للطاقة هو أيضًا الضوء ذو الطول الموجي العالي (والتردد العالي) ، في حين أن ضوء الطاقة الأقل له أطوال موجية أطول (وترددات منخفضة) من نظرائه ذوي الطاقة العالية. عندما ترى المنشور يقسم ضوء الشمس إلى مكوناته الفردية ، فإن سبب انقسام الضوء على الإطلاق هو حقيقة أن الضوء الأحمر له طول موجي أطول من الضوء الأزرق.

تثبت حقيقة أن الضوء ذو الأطوال الموجية المختلفة يستجيب بشكل مختلف للتفاعلات مع المادة مهم للغاية ومفيد في حياتنا اليومية. تسمح الثقوب الكبيرة في الميكروويف بدخول الضوء المرئي ذي الموجة القصيرة إلى الداخل والخارج ، ولكنها تحافظ على ضوء الموجات الأطول في الميكروويف ، مما يعكسه. تعكس الطلاءات الرقيقة على نظارتك الشمسية الضوء فوق البنفسجي والبنفسجي والأزرق ، لكنها تسمح بمرور اللون الأخضر والأصفر والبرتقالي والأحمر الأطول الموجة. والجسيمات الدقيقة غير المرئية التي تشكل غلافنا الجوي - جزيئات مثل النيتروجين ، والأكسجين ، والماء ، وثاني أكسيد الكربون ، وكذلك ذرات الأرجون - كلها تشتت الضوء من جميع الأطوال الموجية ، لكنها تشتت  الضوء ذي الطول الموجي الأقصر بشكل أكثر كفاءة.

ولأن هذه الجزيئات أصغر بكثير من الطول الموجي للضوء نفسه ، فكلما كان الطول الموجي للضوء أقصر ، كان تشتت الضوء أفضل. في الواقع ، من الناحية الكمية ، فإنه يخضع لقانون يعرف باسم تشتت رايلي ، والذي يعلمنا أن الضوء البنفسجي عند حد الطول الموجي القصير للرؤية البشرية ينثر أكثر من  تسعة أضعاف الضوء الأحمر عند حد الطول الموجي الطويل. (تتناسب شدة التشتت عكسياً مع الطول الموجي للقوة الرابعة:  I ∝ λ -4 .) بينما يسقط ضوء الشمس في كل مكان على جانب النهار من الغلاف الجوي للأرض ، فإن أطوال موجات الضوء الأكثر احمرارًا هي 11٪ فقط عرضة للتشتت ، وبالتالي اجعلها على عينيك ، مثل الضوء البنفسجي.

---

عندما تكون الشمس عالية في السماء ، هذا هو السبب في أن السماء بأكملها زرقاء. يبدو اللون الأزرق أكثر إشراقًا كلما نظرت بعيدًا عن الشمس ، لأن هناك المزيد من الغلاف الجوي الذي يمكن رؤيته (وبالتالي المزيد من الضوء الأزرق) في تلك الاتجاهات. في أي اتجاه تنظر إليه ، يمكنك رؤية الضوء المتناثر القادم من ضوء الشمس وهو يضرب الغلاف الجوي بأكمله بين عينيك ومكان بدء الفضاء الخارجي. هذا له بعض النتائج المثيرة للاهتمام على لون السماء ، اعتمادًا على مكان الشمس والمكان الذي تنظر إليه.



إذا كانت الشمس تحت الأفق ، يجب أن ينتقل الضوء عبر كميات كبيرة من الغلاف الجوي. يتشتت الضوء الأكثر زرقة  بعيدًا في جميع الاتجاهات ، بينما يكون الضوء الأحمر أقل عرضة للتشتت ، مما يعني أنه يصل إلى عينيك. إذا كنت في أي وقت مضى على متن طائرة بعد غروب الشمس أو قبل شروق الشمس ، يمكنك الحصول على منظر رائع لهذا التأثير.

أثناء شروق الشمس / غروبها أو شروقها / غروبها ، يجب أن يمر الضوء القادم من الشمس (أو القمر) نفسه عبر كميات هائلة من الغلاف الجوي ؛ وكلما اقترب من الأفق ، كلما زاد الغلاف الجوي الذي يجب أن يمر به الضوء. بينما ينتشر الضوء الأزرق في جميع الاتجاهات ، يتشتت الضوء الأحمر بشكل أقل كفاءة. هذا يعني أن كلاً من الضوء المنبعث من قرص الشمس (أو قرص القمر) نفسه يتحول إلى لون مائل إلى الحمرة ، ولكن أيضًا الضوء من محيط الشمس والقمر - الضوء الذي يضرب الغلاف الجوي وينتشر مرة واحدة فقط قبل أن يصل إلى أعيننا - هو تفضيلي. احمر في ذلك الوقت.

وأثناء الكسوف الكلي للشمس ، عندما يسقط ظل القمر فوقك ويمنع أشعة الشمس المباشرة من الوصول إلى أجزاء كبيرة من الغلاف الجوي بالقرب منك ،  يتحول الأفق إلى اللون الأحمر ، ولكن لا يوجد مكان آخر. ينتشر الضوء الذي يصيب الغلاف الجوي خارج مسار الكلية في جميع الاتجاهات ، وهذا هو السبب في أن السماء لا تزال زرقاء في معظم الأماكن. لكن بالقرب من الأفق ، من المرجح جدًا أن يتشتت هذا الضوء الذي ينتشر في جميع الاتجاهات مرة أخرى قبل أن يصل إلى عينيك. الضوء الأحمر هو الطول الموجي الأكثر احتمالا للمرور من خلاله ، متجاوزًا في النهاية الضوء الأزرق الأكثر تشتيتًا بكفاءة.



مع كل ما قيل ، ربما لديك سؤال آخر: إذا كان الضوء ذو الطول الموجي الأقصر مبعثرًا بشكل أكثر كفاءة ، فلماذا لا تظهر السماء بنفسجية؟ في الواقع ، هناك كمية أكبر من الضوء البنفسجي القادم من الغلاف الجوي أكثر من الضوء الأزرق ، ولكن هناك أيضًا مزيج من الألوان الأخرى. نظرًا لأن عينيك بها ثلاثة أنواع من المخاريط (لاكتشاف اللون) بداخلها ، جنبًا إلى جنب مع القضبان أحادية اللون ، فإن الإشارات من الأربعة جميعها هي التي تحتاج إلى تفسيرها من قبل دماغك عندما يتعلق الأمر

كل نوع من المخاريط ، بالإضافة إلى القضبان ، حساس للضوء ذي الأطوال الموجية المختلفة ، ولكن يتم تحفيزهم جميعًا إلى حد ما بواسطة السماء. تستجيب أعيننا بقوة أكبر للأطوال الموجية الزرقاء والسماوية والأخضر من الضوء مقارنة بالبنفسج. على الرغم من وجود المزيد من الضوء البنفسجي ، إلا أنه لا يكفي التغلب على الإشارة الزرقاء القوية التي ترسلها أدمغتنا.

إنها مزيج من ثلاثة أشياء معًا:

  1. حقيقة أن ضوء الشمس يتكون من ضوء بأطوال موجية مختلفة ،

  2. أن جسيمات الغلاف الجوي صغيرة جدًا وتشتت الضوء ذي الموجة الأقصر بكفاءة أكبر بكثير من الضوء ذي الموجة الأطول ،

  3. وأن أعيننا تستجيب للألوان المختلفة ،

 البنفسجي والأشعة فوق البنفسجية ؛ إذا كان لدينا نوعان فقط من المخاريط (مثل الكلاب) ، فيمكننا رؤية السماء الزرقاء أثناء النهار ، ولكن ليس الأحمر والبرتقالي والأصفر عند غروب الشمس. لكن لا تنخدع: عندما تنظر إلى الأرض من الفضاء ، فهي زرقاء أيضًا ، لكن الغلاف الجوي لا علاقة له بها !




















نحن نقدر تعاونك
من فضلك اختر نوع التجاوز




شاهد ايضا




التعليقات

  • اكتب تعليق




مواضيع جديده



افضل 30 كاتب هذا الاسبوع

اكثر المواضيع مشاهدة علي الاطلاق