Мы все привыкли, что цвет неба — характеристика متقلب. الضباب ، السحب ، الوقت من اليوم - كل ذلك يؤثر على لون القبة العلوية. تغييرها اليومي لا يشغل عقول معظم البالغين ، وهذا ليس هو الحال مع الأطفال. يهتمون باستمرار لماذا تكون السماء زرقاء من وجهة نظر الفيزياء أو ما هي ألوان غروب الشمس إلى اللون الأحمر. دعونا نحاول أن نفهم هذه ليست الأسئلة الأكثر بساطة.
قابل للتغيير
يجدر البدء بالإجابة على السؤال ،في الواقع ، السماء. في العالم القديم ، كان يُنظر إليه حقًا على أنه قبة تغطي الأرض. اليوم ، ومع ذلك ، لا يكاد أي شخص يعرف أنه بغض النظر عن مدى ارتفاع المستكشف الفضولي ، فلن يتمكن من الوصول إلى هذه القبة. السماء ليست شيئًا ، بل هي بانوراما تفتح عند مشاهدتها من سطح الكوكب ، نوعًا من المظهر ، منسوجة من الضوء. علاوة على ذلك ، إذا لاحظت من نقاط مختلفة ، فقد تبدو مختلفة. لذلك ، من نافذة الطائرة ، التي ارتفعت فوق السحب ، يتم فتح منظر مختلف تمامًا عن منظر الأرض في هذا الوقت.
السماء صافية زرقاء ، ولكن عندما تأتي الغيومويتحول إلى اللون الرمادي أو الرصاصي أو الأبيض المصفر. سماء الليل سوداء ، وأحيانًا يمكنك رؤية مناطق حمراء عليها. هذا انعكاس للإضاءة الاصطناعية في المدينة. والسبب في كل هذه التغييرات هو الضوء وتفاعله مع الهواء وجزيئات المواد المختلفة فيه.
ألوان الطبيعة
من أجل الإجابة على سؤال لماذاالسماء زرقاء من وجهة نظر الفيزياء ، عليك أن تتذكر ما هو اللون. هذه موجة بطول معين. يُنظر إلى الضوء القادم من الشمس إلى الأرض على أنه أبيض. من المعروف من تجارب نيوتن أن الضوء الأبيض عبارة عن حزمة من سبعة أشعة: الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق والأزرق والبنفسجي. الألوان تختلف في الطول الموجي. يشمل الطيف الأحمر البرتقالي الموجات الأكثر إثارة للإعجاب في هذه المعلمة. تتميز ألوان الجزء الأزرق والأخضر من الطيف بطول موجي قصير. يحدث تحلل الضوء إلى طيف عندما يصطدم بجزيئات من مواد مختلفة ، بينما يمكن امتصاص جزء من الأمواج وتشتت جزئيًا.
تسبب في التحقيق
حاول العديد من العلماء شرح سبب وجود السماءالأزرق ، من حيث الفيزياء. سعى جميع الباحثين لاكتشاف ظاهرة أو عملية تشتت الضوء في الغلاف الجوي للكوكب بحيث يصل إلينا اللون الأزرق نتيجة لذلك. المرشحون الأوائل لدور هذه الجسيمات هم جزيئات الأوزون والماء. كان يعتقد أنها تمتص الضوء الأحمر وتنقل اللون الأزرق ، ونتيجة لذلك ، نرى سماء زرقاء. ومع ذلك ، أظهرت الحسابات اللاحقة أن كمية الأوزون وبلورات الجليد وجزيئات بخار الماء في الغلاف الجوي لم تكن كافية لإعطاء السماء لونًا أزرق.
السبب هو التلوث
المرحلة التالية من البحث بواسطة جون تيندالاقترح أن الغبار يلعب دور الجسيمات المرغوبة. يتمتع الضوء الأزرق بأكبر مقاومة للتشتت ، وبالتالي فهو قادر على المرور عبر جميع طبقات الغبار والجزيئات المعلقة الأخرى. أجرى تيندال تجربة أكدت افتراضه. ابتكر نموذجًا للضباب الدخاني في المختبر وأضاءه بضوء أبيض ساطع. اتخذ الضباب الدخاني صبغة زرقاء. توصل العالم إلى نتيجة لا لبس فيها من بحثه: يتم تحديد لون السماء بواسطة جزيئات الغبار ، أي إذا كان هواء الأرض نظيفًا ، فليس أزرق ، بل سماء بيضاء كانت تتألق فوق رؤوس الناس.
بحث الرب
النقطة الأخيرة في السؤال لماذا السماءالأزرق (من حيث الفيزياء) ، وضع العالم الإنجليزي اللورد د. رايلي. لقد أثبت أنه ليس الغبار أو الضباب الدخاني هو الذي يرسم الفضاء العلوي في الظل الذي اعتدنا عليه. يتعلق الأمر بالهواء نفسه. تمتص جزيئات الغاز معظم الضوء وبشكل أساسي الأطول الموجية ، أي ما يعادل اللون الأحمر. اللون الأزرق يتبدد. هذه هي الطريقة التي يتم بها شرح لون السماء الذي نراه في الطقس الصافي اليوم.
سوف يلاحظ اليقظ أنه ، وفقًا لمنطق العلماء ،يجب أن تكون القبة العلوية أرجوانية لأن هذا اللون له أقصر طول موجي في النطاق المرئي. ومع ذلك ، هذا ليس خطأ: نسبة البنفسج في الطيف أقل بكثير من اللون الأزرق ، والعين البشرية أكثر حساسية لهذا الأخير. في الواقع ، فإن اللون الأزرق الذي نراه هو نتيجة خلط اللون الأزرق مع البنفسجي وبعض الألوان الأخرى.
غروب الشمس والغيوم
يعلم الجميع أنه يمكنك أن ترى في أوقات مختلفة من اليوملون السماء مختلف. صور أجمل غروب الشمس فوق البحر أو البحيرة خير مثال على ذلك. كل أنواع درجات اللون الأحمر والأصفر مع الأزرق الفاتح والأزرق الداكن تجعل هذا المشهد لا ينسى. ويفسر ذلك بنفس تشتت الضوء. الحقيقة هي أنه خلال الغسق والفجر ، يتعين على أشعة الشمس التغلب على مسار أكبر بكثير عبر الغلاف الجوي مما كان عليه خلال ذروة النهار. في هذه الحالة ، ينتشر ضوء الجزء الأزرق والأخضر من الطيف في اتجاهات مختلفة وتصبح الغيوم الموجودة على خط الأفق ملونة بظلال حمراء.
عندما تكون السماء مغطاة بالغيوم ، الصورةيتغير تماما. إن أشعة الشمس غير قادرة على التغلب على الطبقة الكثيفة ، ومعظمها ببساطة لا يصل إلى الأرض. تلتقي الأشعة التي تمكنت من المرور عبر السحب بقطرات ماء من المطر والسحب ، مما يؤدي إلى تشويه الضوء مرة أخرى. كنتيجة لكل هذه التحولات ، يصل الضوء الأبيض إلى الأرض ، إذا كانت السحب صغيرة الحجم ، ورماديًا ، عندما تكون السماء مغطاة بغيوم رائعة ، والتي تمتص مرة أخرى جزءًا من الأشعة.
جنة أخرى
من المثير للاهتمام أن على كواكب أخرى من الشمسالنظام ، عند النظر إليه من السطح ، يمكنك رؤية السماء ، والتي تختلف كثيرًا عن الأرض. في الأجسام الفضائية ، المحرومة من الغلاف الجوي ، تصل أشعة الشمس بحرية إلى السطح. ونتيجة لذلك ، فإن السماء هنا سوداء ، بلا ظل. يمكن رؤية هذه الصورة على القمر وعطارد وبلوتو.
سماء المريخ لها صبغة حمراء برتقالية.والسبب في ذلك يكمن في الغبار الذي يتشبع به الغلاف الجوي للكوكب. وهي مطلية بظلال مختلفة من الأحمر والبرتقالي. عندما تشرق الشمس فوق الأفق ، يتحول لون سماء المريخ إلى اللون الأحمر الزهري ، بينما يظهر الجزء المحيط مباشرة بقرص النجم الأزرق أو حتى الأرجواني.
السماء فوق زحل هي نفس لون الأرض. تمتد سماء الزبرجد فوق أورانوس. يكمن السبب في ضباب الميثان الموجود في الطبقات العليا من الغلاف الجوي للكوكب.
الزهرة مخفية عن أعين الباحثين كثيفةطبقة السحب. لا يسمح لأشعة الطيف الأزرق والأخضر بالوصول إلى سطح الكوكب ، لذا فإن السماء هنا برتقالية صفراء مع شريط رمادي على طول الأفق.
استكشاف المساحات العلوية خلال النهاريكشف عن معجزات لا تقل عن دراسة السماء المرصعة بالنجوم. يساعد فهم العمليات التي تحدث في السحاب وخلفها على فهم سبب الأشياء المألوفة تمامًا للشخص العادي ، والتي ، مع ذلك ، لا يمكن للجميع شرحها على الفور.
