- آسمونی
- مجله اینترنتی
- علمی و دانستنی
- آیا میدانستید؟!
- چرا آسمان آبی است؟
چرا آسمان آبی است؟
حتما تا به حال شما هم از خود پرسیده اید که چرا آسمان آبی است؟ آیا پاسخی برای این سوالتان یافته اید؟ آسمونی در این بخش در مورد اینکه چرا آسمان آبی است مطالب بسیار جالب و خواندنی تهیه کرده است که دعوت می کنیم تا پایان همراهمان باشید.
شاید هیچ موضوعی به این اندازه واضح و بدیهی نباشد که آسمان آبی است. اما چرا آسمان ما آبی است و مثلا بنفش، قرمز یا صورتی نیست؟ مثلا شبها که خورشید در آسمان نیست، با آسمانی مشکی طرف هستیم که نور ستارهها و ماه در پسزمینه مشکی آن میدرخشد. چرا در روز این اتفاق نمیافتد مثلا در روز به جای آسمانی آبی، آسمانی تیره میداشتیم که خورشید در زمینه آن بدرخشد؟این اتفاق میافتاد اگر زمین جو نداشت.
در واقع مسوولیت اصلی همه این داستانها، جو زمین است که باعث می شود زندگی ما روی زمین ادامه یابد.تابش نور خورشید در مقابل ماه یا ستارهها بسیار زیاد است و به همین دلیل زمانی که وارد جو زمین میشود، تاثیری متفاوت از نور ماه و ستارهها در شب ایجاد میکند.
نور خورشید ترکیبی از طول موجهای مختلف است که رنگهای مختلفی را در دل نور سفید خود دارد هنگام وقوع رنگینکمان شما میتوانید این طیف رنگی را ببینید یا با قرار دادن منشوری در برابر پرتو نور خورشید آن را به رنگهای سازنده آن تجزیه کنید. این نور سپید و درخشان خورشید در روز اما برای اینکه بتواند خود را به چشمان ما برساند باید از میان جو غلیظ سیاره ما عبور کند. جوی که عمدتا از نیتروژن و اکسیژن تشکیل شده است.
عبور نور خورشید از دل این گازهای جوی که ابعاد ذرات تشکیلدهنده آنها از طول موج نور عبوری کوچکتر است، باعث میشود تا این طول موجهای مختلف متناسب با طول موجشان در جو پراکنده شوند. همین پراکندگی است که باعث میشود تا در روز برخلاف شب همه آسمان روشن شود چرا که منبع نور، آنقدر قوی است که میزان پراکندگی آن باعث روشن شدن کل آسمان میشود، اما چرا آسمان آبی است؟پدیده پراکندگی طول موجهای مختلف در محیطهای مختلف را اصطلاحا به نام پدیده رایلی میشناسند. فرمول رایلی میزان پراکندگی نور در آسمان را بیان میکند. این پراکندگی و در واقع میزان پراکنده شدن هر یک از طول موجهای مختلف در آسمان به مادهای بستگی دارد که نور از میان آن عبور میکند.
جو زمین عمدتا از نیتروژن تشکیل شده است و مولکولهای این گاز در شرایط عادی نور آبی را بیش از بقیه طول موجها پراکنده میکنند. نتیجه این میشود که غیر از مواقعی که غبار زیادی در جو وجود دارد یا هنگام غروب خورشید آسمان را آبی ببینیم.این پدیده در سیارات دیگر هم اعمال میشود. مثلا در مریخ با توجه به ترکیب جوی آن عمدتا طول موج نور قرمز است که پراکنده می شود و به همین دلیل هم می توانید در مریخ آسمانی سرخ فام را ببینید. اما اگر زمین جو نداشت چه؟ در این صورت هیچ پراکندگی رخ نمیداد و آسمان سیاهی داشتیم که خورشیددرخشانی در زمینه سیاه آن میدرخشید.
و حالا پاسخی تخصصی تر « چرا آسمان آبی است؟»
رنگ آسمان ناشی از این واقعیت است که نور با ذراتی که به آنها برخورد می کند (در این مورد مولکولهای گازی که جو زمین را تشکیل می دهند ) برهم کنش دارد . اثر این فرایند ، به نام پراکندگی ، بر نوری که به ذره برخورد می کند این است که جذب می شود و سپس در تمام جهات باز می تابد . دو عامل، طول موج نور و اندازه ذره ای که نور با آن برخورد می کند ، در این فرایند دخالت دارند. برابر قانون پراکندگی ریلی ، اگر اندازه ی ذره کمتر از طول موجهای نور مرئی باشد ، آن ذره به طور بسیار گزینشی عمل خواهد کرد ، یعنی طول موجهای کوتاه تر را بهتر و بیشتر از طول موجهای بلندتر پراکنده می کند .
تمام رنگهای نور تا حدی پراکنده می شوند ، اما مولکولهای جو زمین (که ابعادشون کوچکتر از طول موج نور آبی است ) نور آبی را بیشتر از نور سبز ، زرد یا قرمز پراکنده می کنند . در این صورت اگر به مجموعه ای از مولکولها که مستقیما در امتداد خورشید قرار دارند نگاه کنیم ، خورشید را اندکی قرمز می بینیم ، اما اگر همان مجموعه ذرات را از پهلو نگاه کنیم ، نوری را خواهیم دید که آن مجموعه پراکنده کرده است (که عمدتا نور آبی است ) . غروب سرخ رنگ نتیجه ی دیگری از پراکندگی است . به هنگام غروب خورشید ظاهرا به طرف افق حرکت می کند ، نور آن باید از موارد بیشتری که جو را تشکیل می دهند ، بگذرد .
در این حال ، چون مولکولهای موجود در جو ، نور آبی را بیشتر از نورهای دیگر پراکنده می کنند ، رنگهایی که در امتداد خط دید ما در جو نفوذ می کند ، رنگ آبی کمتری دارند ؛ از این رو ما رنگهایی را که مایه سرخ آنها بیشتر است می بینیم . بنابراین پدیده هایی را که فلق یا شفق می نامیم نتیجه پراکندگی نور به وسیله ی مولوکولهای موجود در جو است .
ماه بر خلاف زمین فاقد جو است و بنابراین آسمان آن رنگ ندارد و بهتر است بگوییم که سیاه است . وقتی خورشید در هر جایی از سطح ماه غروب کند آنجا بلافاصله تاریک می شود و این تغییر با افت شدید دما همراه است .
چرا آسمان آبی است؟: و در بخش دیگر
چرا رنگ آسمان آبی است . نور خورشید بوسیله مولکولها وذرات گرد و غبار موجود در آسمان ، که معمولا د رمقایسه با طول موجهای نور مرئی بسیار کوچکند ، پراکنده می شود به این ترتیب ، نور طول موجها یکوتاه (نور آبی ) بسیار شدیدتر از نور طول موجها ی بلند تر بوسیله این ذرات پراکنده می شوند . وقتی که به آسمان صاف نگاه می کنیم ، بیشتر این نور پراکنده شده است که به چشم ما میرسد . دامنه ی طول موجهای کوتاه پراکنده شده ( به حساسیت چشم آدمی به رنگ ) منجر به احساس رنگ آبی میشود .
کوتاهترین طول موجها ی طیف مرئی بیشتر مطابق بنفش است تا آبی، پس چرا آسمان به جای آنکه بنفش باشد آبی است ؟ نور خورشید اولیه در رنگ بنفش تا حدی ضعیف تر از آبی است و بنفش کمتر از آبی به ما می رسد . دلیل مهمتر اینکه چشم انسان نسبت به بنفش کمتر از آبی حساس است . اینکه مردم آبی بودن آسمان را به وجود بخار آب در جو نسبت بدهند ، شاید به این دلیل باشد که اغلب توده های آب آبی رنگ است .
از دلایل آبی بودن دریا این است که وقتی نور سفید چند متر از میان آب میگذرد مولکولهای آب بخشی از انتهای سرخ طیف را جذب می کند ونوری که سرانجام به چشم بیننده منعکس می شود بیشتر آبی شده است .و در آسمان آب کافی برای چنین جذبی وجود ندارد . لایه اوزون نیز نور سرخ را تضعیف می کند ، ولی نقسش نا چیزی درآبی شدن آسما ن دارد . از سوی دیگر ، فرض می کنیم که در یک روز مه الود به آسمان نگاه می کنیم .
در این صورت ، نور آبی باریکه ای که به چشم ما می رسد به طور کامل پراکنده شده است . در حالی که طول موجهای بلندتر پراکنده نشده اند . بنابراین ، احساس می کنیم که رنگ خورشید متمایل به رنگ قرمز شده است . اگر آسمان جوی نداشت ، آسمان سیاه به نظر می رسید و ستارگان در روز دیده می شدند که در واقع از ارتفاع 16km به بالا ، که در انجا جو زمین بسیار رقیق می شود ، همان طور ی که فضا نوردان دریافته اند ،اسمان سیاه به نظر می رسد وستارگان در روز دیده می شوند .
