لماذا السماء زرقاء فيزيائيًا؟

لماذا السماء زرقاء فيزيائيا؟

يُعرَّف الضوء على أنه نوع من الطاقة الكهرومغناطيسية ، وتنتقل كل هذه الأنواع من الطاقة في الهواء على شكل موجات ، ويشتمل الطيف الكهرومغناطيسي الكامل على موجات مختلفة مثل موجات الراديو والميكروويف والضوء المرئي.

للحصول على معلومات ، يتم التمييز بين هذه الطاقات الكهرومغناطيسية عن طريق طبيعة الموجة نفسها ، والتي يتم تحديدها بشكل خاص من خلال طول هذه الموجة.

تقع طاقة الضوء التي نراها نحن البشر على الطيف الكهرومغناطيسي ، في مدى طول موجي بين 380 مليار متر و 750 نانومتر ، وترى العين البشرية كل طول موجي في هذا النطاق بلون مختلف عن الآخر. هذه الألوان حسب وبعد تموجاتها كالآتي:

• البنفسج: 380-450 نانومتر.
• الأزرق: 450-495 نانومتر.
• الأخضر: 495-570 نانومتر.
• الأصفر: 570-590 نانومتر.
• البرتقالي: 590-620 نانومتر.
• الأحمر: 620-750 نانومتر.

وعندما تجتمع كل الألوان والأمواج معًا ، في هذه الحالة يظهر لنا الضوء على شكل لون أبيض نقي.

وفي حالة انفصال الطول الموجي عن باقي الموجات ، يظهر في لونه ، وهذا يجيب على سؤال لماذا نرى لون السماء الزرقاء ، حيث تنفصل الأطوال الموجية الزرقاء عن جميع الموجات الأخرى. لماذا هم مرئيين.

ماذا يحتوي ضوء الشمس؟

يحتوي الضوء الأبيض من الشمس في عباءة الأرض على العديد من الأطوال الموجية المرئية ، وقبل أن تصل هذه الموجات إلى العين البشرية ، فإنها تمر عبر الجزيئات والجزيئات في الغلاف الجوي.

عندما تمر هذه الموجات عبر الجزيئات ، تظل الموجات الطويلة الحمراء والصفراء دون تغيير ، أي أنها لا تتأثر بأي تغيرات ، بينما تنعكس الأطوال الموجية الأقصر وتنتشر في جميع الاتجاهات ، مما يجعلها مرئية للعين البشرية.

تعريف الجنة

الذي يتغير لونه بسرعة إلى اللون الأرجواني عند غروب الشمس أو بعده ويتحول إلى اللون الأسود وتكون المساحة المتاحة مرئية بالعين المجردة.

وذلك لأن ضوء الشمس قد اختفى ولا يوجد ضوء ينعكس مرة أخرى في الغلاف الجوي ، لذا فإن الغلاف الشفاف يتعرض للفضاء الخارجي ، وهذا ما يجعلنا نراه من السواد الذي هو المادة المظلمة للكون. بعيداً. .

لون السماء

يتغير لون السماء عند غروب الشمس ، حيث تظهر السماء بألوان مختلفة عند غروب الشمس ، وهذا التغيير يرجع إلى المسافة الكبيرة التي يجب أن يقطعها ضوء الشمس عبر الغلاف الجوي ، لذلك يتلاشى معظم اللون الأزرق نتيجة الازدواجية. تشتتها وسرعة انتشارها.

يسمح هذا التغيير برؤية ألوان أخرى ، مثل الأصفر إذا كان الهواء نقيًا ، والأحمر إذا احتوى الهواء على بعض الجزيئات نتيجة التلوث أو أي شيء آخر ، والبرتقالي فوق البحر ، بسبب وجود جزيئات الملح في الهواء. هواء. .

سبب ظهور السماء مظلمة في الليل

إذا ألقينا نظرة فاحصة على السؤال عن سبب ظهور السماء مظلمة في الليل ، يمكننا أن نرى أن هذا السؤال غير منطقي للوهلة الأولى ، لكن هذا السؤال طرح تحديًا حير العلماء لفترة طويلة وجعلهم يبحثون. والبحث للوصول إلى إجابة على هذا السؤال.

كوكب الأرض محاط بالنجوم والمجرات التي يمكنها تحويل ظلام السماء إلى ضوء باهر ، فلماذا تكون السماء مظلمة في الليل؟

في عام 1823 م ، طرح عالم الفلك الألماني هاينريش فيلهلم أولبيرس هذا السؤال بما يعرف بمفارقة أولبيرز. بالمفارقة ، كان يقصد هنا أن ظلام السماء يجب أن يتعارض مع فرضية وجود عالم ثابت لانهائي تنتشر فيه النجوم والمجرات.

فرضية لون السماء المظلمة في الليل

حاول العديد من العلماء شرح مفارقة أولبرز على مر السنين ، وبعض الفرضيات التي تم تطويرها لشرح هذه الظاهرة هي كما يلي:

• الفرضية الأولى: اتضح أن جزيئات الغبار يمكن أن تعرقل مسار الضوء القادم من الأجسام البعيدة ، ولكن في الحقيقة فإن الضوء المتساقط على الغبار يسخنه ، مما يجعله يتلألأ ويتألق كمصدر للضوء.
• الفرضية الثانية: الكون يتوسع ويتوسع ، مما يعني أن النجوم والمجرات بعيدة عن الأرض ، ويزداد طول الموجة الكهرومغناطيسية التي تصل إلينا.
  • تم استنتاج هذا من تحول أضواء النجوم البعيدة إلى اللون الأحمر ، فيما يعرف بظاهرة الانزياح الأحمر ، نتيجة تحول الضوء المرئي إلى أشعة تحت حمراء غير مرئية.

وإذا كان هذا التفسير صحيحًا ، فسيتم أيضًا تحويل هذا الضوء فوق البنفسجي ذي الطول الموجي الأقصر إلى الحالة المرئية وهذا لن يحدث في الواقع.

• الفرضية الثالثة: هي الفرضية التي يمكن أن تفسر رؤية السماء السوداء في الليل ، وترتبط بسرعة الضوء وعمر النجوم.
  • حيث ينتقل الضوء بسرعة 300 ألف كيلومتر في الثانية ، وهي سرعة عالية جدًا.
  • ومع ذلك ، فهو أيضًا محدود ، مما يعني أنه يمكننا رؤية الأشياء عندما يصل إلينا الضوء المنبعث.

اتفق علماء الفلك على أن أقصى مسافة يمكننا من خلالها استقبال الضوء تتراوح بين 10 و 15 مليار سنة ضوئية.

لذلك ، لا يوجد وقت كافٍ لرؤية الضوء من المجرات البعيدة ، كما هو الحال بالنسبة للمجرات القريبة.

بحلول الوقت الذي يصل فيه نوره إلينا ، يكون قد مضى وقت طويل وسيكون ميتًا ومظلمًا.

لماذا لا تكون السماء أرجوانية؟

السؤال الذي يطرح نفسه في هذه الحالة هو لماذا لا تظهر السماء باللون البنفسجي.

على الرغم من أن اللون البنفسجي له أقصر طول موجي ، إلا أنه أحد الألوان الأكثر تشتتًا.

يمكن تفسير ذلك من خلال حقيقة أن أعيننا أقل حساسية للضوء البنفسجي من الضوء الأزرق.

بينما يتم امتصاص بعض الضوء البنفسجي في الغلاف الجوي العلوي.

لذلك فإن نسبة اللون البنفسجي في ضوء الشمس منخفضة.

آلية رؤية اللون

يتكون ضوء الشمس ، وهو ضوء أبيض ، من سبعة ألوان من الطيف ، ولكل لون طول موجي محدد.

تعتمد رؤية العين للشيء ولونه على الطول الموجي للضوء الذي ينعكس في العين.

يتم ترتيب ألوان الطيف من أقصر طول موجي إلى أطوال موجية مختلفة.

وهي كالتالي: البنفسجي 400 نانومتر ، النيلي 425 نانومتر والأزرق 470 نانومتر.

الأخضر هو 550 نانومتر ، والأصفر 600 نانومتر ، والبرتقالي 630 نانومتر ، وأخيرا الأحمر 665 نانومتر.

كما هو الحال عندما يسقط الضوء الأبيض المكون من سبعة ألوان من الطيف على جسم ما ، فإننا نراه باللون الأحمر.

ويرجع ذلك إلى حقيقة أن هذا الجسم يمتص جميع ألوان الطيف ويعكس اللون الأحمر فقط لأعيننا ، وهكذا مع باقي الألوان.