لماذا السماء زرقاء الجواب الأول الذي يتبادر إلى أذهان معظم الناس هو أن السماء تبدو زرقاء لأن ضوء الشمس ينعكس عن سطح المحيط ويعود إلى السماء. لكن السماء تبدو زرقاء بين الحقول الخضراء البعيدة عن البحر. اعتقاد آخر هو أن السماء الزرقاء تأتي من قطرات الماء في الغلاف الجوي. لكن السماء تظهر زرقاء في أماكن شديدة الجفاف مثل الصحراء. ما هو المصدر الحقيقي للون الازرق في السماء هذا ما سنراه من خلال الأسطر التالية.
اللون الأساسي للسماء
أظهرت عدة دراسات علمية أن اللون الأصلي للسماء هو البنفسجي وليس الأزرق كما نراه، وذلك بسبب تشتت الأشعة بالإضافة إلى كيفية تحديد أعيننا للون السماء. في أعيننا، هناك خلايا حساسة للألوان الأساسية الثلاثة، الأزرق والأخضر والأحمر، والتي تستجيب بقوة للضوء ذي الطول الموجي المحدد لأنه يتم تحفيزها بنسب مختلفة. الألوان كما نراها عادة صحيحة، لكن التحفيز الذي تحدثه الأشعة الزرقاء على الخلايا الحساسة للعين أقوى من تحفيز الخلايا الخضراء والحمراء، مما يجعل العين تميل إلى رؤية اللون الأزرق. لون السماء بدلا من اللون الأرجواني.
لماذا السماء زرقاء
يصل ضوء الشمس إلى الغلاف الجوي للأرض وينتشر في جميع الاتجاهات بواسطة جميع الغازات والجزيئات الموجودة في الهواء. يتشتت الضوء الأزرق أكثر من الألوان الأخرى لأنه ينتقل بأطوال موجية أقصر وأصغر. هذا هو السبب في أننا نرى سماء زرقاء في معظم الأوقات. فيما يلي شرح لسبب ظهور السماء باللون الأزرق
- تكون الشمس في وضع عمودي نهارًا، لذلك تسقط أشعة الشمس بشكل عمودي على الغلاف الجوي. يظهر ضوء الشمس باللون الأبيض، أي في جميع ألوان الطيف المرئي، تختلف في الطول الموجي.
- تمتص جزيئات الهواء في الغلاف الجوي الموجات القصيرة (الأزرق والبنفسجي).
- تعكس جزيئات الهواء الضوء البنفسجي والأزرق باتجاه السماء وتبعثره في جميع الاتجاهات، فكلما كان الطول الموجي أقصر، زاد تشتت الضوء في قانون يُعرف بظاهرة تشتت رايلي (أطوال موجات البنفسجي والأزرق قصيرة).
- نظرًا لأن العين البشرية أكثر حساسية للأزرق من البنفسجي، فإنها ترى السماء باللون الأزرق بدلاً من مزيج من لونين.
لماذا السماء مظلمة في الليل
قد يبدو السؤال عن سبب ظهور السماء مظلمة في الليل أمرًا سخيفًا في البداية، لكن هذا السؤال حير العلماء لفترة طويلة. كوكب الأرض محاط بالنجوم والمجرات التي يمكن أن تحول ظلام السماء إلى ضوء ساطع، فلماذا تكون السماء مظلمة بالمساء حاول العديد من العلماء شرح مفارقة أولبرز على مر السنين، ومن بين الفرضيات التي تم طرحها لشرح هذه الظاهرة ما يلي
- الفرضية الأولى هي أن جزيئات الغبار قد تحجب الضوء من الأشياء البعيدة، لكن حقيقة أن الضوء الذي يصطدم بالغبار يسخنه، مما يتسبب في توهجه وتألقه تمامًا مثل مصدر الضوء الأصلي.
- الفرضية الثانية أن الكون يتمدد ويتمدد، مما يعني أن المجرات تبتعد عن الأرض، ويزداد طول الموجة الكهرومغناطيسية القادمة إلينا منها. سيتحول الطول الموجي الأقصر أيضًا إلى النطاق المرئي، وهو ما لا يحدث حقًا.
- الفرضية الثالثة وهي فرضية يمكن أن تفسر ظلام السماء ليلاً، وهي مرتبطة بسرعة الضوء وعمر النجوم، فالضوء ينتقل بسرعة 300 ألف كيلومتر في الثانية، وهي سرعة عالية جداً. السرعة، لكنها أيضًا محدودة، مما يعني أنه لا يمكننا رؤية الأشياء إلا عندما نصل إلى الضوء المنبعث منها، ويتفق علماء الفلك على أن أقصى مسافة يمكننا من خلالها استقبال الضوء تقع بين 10-15 مليار سنة ضوئية، لذلك هناك ليس وقتًا كافيًا لرؤية نور المجرات البعيدة، وبالنسبة للمجرات القريبة، عندما نتلقى ضوءها، فسوف يمر وقت طويل قبل أن تصبح ميتة ومظلمة، مما يعني أن الظروف اللازمة لكي تكون السماء مشرقة ومتوهجة في الليل لن يكون موجودا في جميع الأوقات.
لماذا السماء حمراء عند شروق الشمس وغروبها
يتغير لون السماء عند شروق الشمس وغروبها. يتحول إلى برتقالي محمر ويختفي اللون الأزرق تمامًا، ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الشمس عند غروب الشمس أو شروقها تكون عند نقطة منخفضة في السماء. هذا يعني أن الضوء يجب أن يقطع مسافة أكبر، وقد ذكرنا بالفعل أنه كلما اقتربت الشمس من الأرض، زاد تشتت الطيف الأزرق. لكن إذا كانت الشمس في نقطة منخفضة في السماء، فإن الضوء الأزرق يتشتت، وبدلاً من رؤيته، نرى الضوء الأحمر والبرتقالي يتحرك نحونا لأنه لا يتشتت بقدر اللون الأزرق. خفيفة.
لون السماء على المريخ
تمتلك الكواكب الأخرى محيطات لا تشبه محيطنا تمامًا، لذلك من الطبيعي أن تبدو سمائها مختلفة. الغلاف الجوي، على سبيل المثال، أرق بكثير من الغلاف الجوي للأرض، وجزيئات الهواء هناك منخفضة الكثافة، مما يعني أن نثر رايلي، الذي يجعل سمائنا على الأرض زرقاء، له تأثير ضئيل جدًا على المريخ، وقد نتوقع أن يكون للمريخ تأثير كبير جدًا. باهتة السماء زرقاء، ولكن بسبب ضباب الغبار الذي لا يزال معلقًا في الهواء، تبدو سماء النهار على المريخ أكثر صفراء. وذلك لأن جزيئات الغبار الأكبر تمتص الضوء الأزرق ذي الموجة القصيرة وتشتت بقية الألوان.
ومع ذلك، أثناء شروق الشمس وغروبها على سطح المريخ، يسافر ضوء الشمس مسافة أكبر عبر غلافه الجوي ويبلغ سمك الغلاف الجوي نفسه تقريبًا. وهكذا ينتشر الضوء الأزرق في جميع الاتجاهات، ولا تتشتت الأطوال الموجية الأطول للضوء كثيرًا، مما يعطي السماء حول الشمس وهجًا أزرقًا عند الفجر والغسق.
لون السماء على القمر
الغلاف الجوي للقمر رقيق للغاية بحيث لا تتصادم جزيئات الغاز في الهواء مع بعضها البعض ؛ لذلك، لا نطلق اسم “الغلاف الجوي” على الطبقة المحيطة بالقمر، ولكن نطلق عليها ببساطة اسم “الغلاف الجوي الخارجي”. نظرًا لعدم وجود غلاف جوي تقريبًا، فإن ضوء الشمس لا ينتشر على الإطلاق، وبالتالي فإن السماء على القمر سوداء ليلًا ونهارًا.
بهذا يختتم موضوع اليوم لماذا السماء زرقاء، حيث تحدثنا عن أسباب اختلاف لون السماء بين النهار والليل وغروب الشمس وشروقها، وكذلك إلقاء الضوء على لون السماء على كل من المريخ والقمر.