چرا آسمان آبی است؟

ما رنگ آبی آسمان را مدیون اتمسفر زمین هستیم .
هنگامی که نور خورشید از اتمسفر زمین عبور می کند تفرق یا پراکنش می یابد و بدین ترتیب ، اتمسفر نور آبی رنگی را به وجود می آورد .
در واقع رنگ آبی آسمان به علت پدیده تفرق در اتمسفر است . این حالت شبیه وقتی است که پرتوهای نور خورشید در زمان گرد و غبار ، مرئی و قابل مشاهده می شوند .
اگر اتمسفر وجود نداشت ، آسمان سیاه دیده می شد . مثل آسمان ماه ، در عکس هایی که آپولو از ماه گرفته است . مشخص است آسمان ماه در این عکس ها سیاه است .
در اطراف ماه ، اتمسفری وجود ندارد و به همین دلیل است که آسمان ماه سیاه است . ولی در مورد زمین ، این مسأله صادق نسیت . برای ما آسمان حتی در شب نیز سیاه مطلق است و همیشه رنگ ضعیفی دارد که از ستارگان و سیارگان به اتمسفر می رسد و تفرق می یابد و رنگی هر چند اندک را به وجود می آورد .
در واقع ما برخی از جالب ترین و زیباترین پدیده های هستی را مدیون انواع گوناگون تفرق یا پراکنش نور در اتمسفر زمین هستیم : آبی آسمان ، قرمز غروب ، سفید ابرها و بالاخره بعضی از وقایع نادر مثل ماه آبی .
بسیاری از رنگ های آبی و سبز پرهای پرندگان نیز از پدیده تفرق نور است همانطور که رنگ های آبی بسیاری از جانوران در برخی گیاهان و دیگر نیز به این دلیل است .

به نظر نیوتن رنگهای ظاهری اجسام طبیعی بستگی به این دارد که از آنها چه رنگی شدیدتر منعکس یا به سوی بیننده پراکنده می شود . به طور کلی ، شیوه ساده ای وجود ندارد که براساس ساختار سطح ترکیب شیمیایی و مانند آنها پیش بینی کنیم که آن ماده چه رنگهایی را منعکس یا پراکنده می کند. با این همه ، علت آبی بودن رنگ آسمان را با استدلال ساده ای می توان توضیح داد.
همان طور که تامس یانگ با آزمایش نشان داد، طول موجهای گوناگون نور رنگهای متفاوت دارند، طول موج نور را با واحد نانومتر یا با واحد آنگستروم می سنجند. دامنه طیف قابل رؤیت برای آدمی nm 400 برای نور بنفش تا حدود nm 700 برای نور قرمز است.
مانع های کوچک می توانند انرژی یک موج فرودی را در همه جهتها پراکنده کنند، و مقدار پراکندگی بستگی به طول موج دارد.
به عنوان یک قاعده کلی، هر چه طول موج در مقایسه با اندازه مانع بزرگتر باشد، موج به وسیله مانع کمتر پراکنده می شود. برای ذراتی کوچکتر از یک طول موج، مقدار پراکندگی نور با عکس توان چهارم طول موج تغیـــیــر می کند. مثلاً ، طول‌موج نور قرمز در حدود دو برابر طول موج نور آبی است. بنابراین پراکندگی نور قرمز در حدود یک شانزدهم پراکندگی نور آبی است.
اکنون می توانید بفهمید که چرا رنگ آسمان آبی است. نور خورشید به وسیله مولکولها و ذرات گرد و غبار موجود در آسمان ، که معمولاً در مقایسه با طول موجهای نور مرئی بسیار کوچکند، پراکنده می شود. به این ترتیب، نور طول موجهای کوتاه (نور آبی) بسیار شدیدتر از نور طول موجهای بلندتر به وسیله این ذرات پراکنده می شوند. وقتی که به آسمان صاف نگاه می کنیم ، بیشتر این نور پراکنده شده است که به چشم ما می رسد. دامنه طول موجهای کوتاه پراکنده شده (وحساسیت چشم آدمی به رنگ) منجر به احساس رنگ آبی می شود. از سوی دیگر، فرض می کنیم که در یک روز مه آلود 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 قرمز شده است.
اگر آسمان جوی نداشت، آسمان سیاه به نظر می‌رسید، و ستارگان در روز دیده می شدند. در واقع از ارتفاع Km 16 به بالا، که در آنجا جو زمین بسیار رقیق می شود، همان طوری که فضانوردان دریافته اند ، آسمان سیاه به نظر می رسد و ستارگان در روز دیده می شوند.
گاهی هوا دارای ذرات گرد و غبار یا قطره های آبی به بزرگی طول موج نور مرئی است. اگر چنین باشد، رنگهایی جز رنگ آبی ممکن است به شدت پراکنده شوند. مثلاً، کیفیت رنگی آسمان با بخار آب موجود در جو زمین تغییر می کند. روزهایی که هوا صاف و خشک است، آسمان آبی تر از روزهایی است که رطوبت هوا زیاد است. آسمان نیلگون ایتالیا و یونان ، که قرن‌ها الهام‌بخش شاعران و نقاشان بوده است، به سبب خشکی استثنایی هوای این سرزمینهاست.
مه آبی ـ خاکستری رنگی که گاهی شهرهای بزرگ را می‌پوشاند بیشتر به سبب ذراتی است که از موتورهای درون‌سوز (اتومبیلها ، کامیونها) و کارخانه های صنعتی منتشر شده اند. موتور اتومبیل، حتی وقتی که در حالت خلاص کار می کند، در هر ثانیه بیشتر از 100 میلیارد ذره منتشر می کند. بیشتر این ذره ها نامرئی هستند و اندازه آنها در حدود m 0/000001 است . چنین ذره هایی کالبدی برای تجمع گازها ، مایعات و ذرات جامد دیـگــــــر می‌شوند. این ذره های بزرگتر سبب پراکندگی نور و تیرگی هوا می شوند. گرانش بر این ذره ها تا وقتی که بر اثر تجمع مواد بیشتر در اطراف آنها خیلی بزرگ نشده اند چندان تأثیری ندارد. این ذرات اگر بر اثر باران و برف مکرر شسته نشوند ممکن است ماهها در جو زمین بمانند. تأثیر چنین ابرهای غبارآلودی بر آب و هوا و بر سلامتی آدمی بسیار مهم است.

  del.icio.us this!


8 نظر تاکنون »

  1. 1

    ستاره سهیل گفت,

    May 21, 2008 @ 12:04 am

    سلام وبلاگ خوبی داری یکی از مطالبش خیلی به دردم خورد . ان شاءالله که موفق باشی. :roll:

  2. 2

    الناdj گفت,

    November 25, 2008 @ 5:41 am

    چلام!
    من یه دخمل لوچم!من دالم لوچ حلف میجنم.لچفا یه عکچ خوکشل بذالین لو وبتون باتشکر! :wink:

  3. 3

    دلارام گفت,

    December 18, 2010 @ 4:31 am

    سلام.ممنون از این پست جالبتون.من برای پاسخ به دبیر فیزیک از این مطلب البته با ذکر منبع استفاده کردم.موفق باشید.

  4. 4

    یاسی گفت,

    March 21, 2011 @ 5:10 am

    salam merci kheili ali bood

  5. 5

    هایده گفت,

    December 19, 2011 @ 1:35 am

    سلام.مطلب آبی آسمان خوب بود و به دردم خورد.برای پاسخ به معلم کلاس عکاسی.ممنون

  6. 6

    فاطمه گفت,

    May 12, 2012 @ 6:53 am

    خیلی خوب و ساده بیان شد .ممنون

  7. 7

    ف گفت,

    November 9, 2012 @ 5:13 am

    خوب بود.ولی میشود خلاصه اش را هم بگذارید؟من برای کنفرانس میخواهم.اگر میشه سریع تر.ممنون

  8. 8

    بهار گفت,

    December 7, 2012 @ 3:01 am

    خیلی خوب بود.من یه تحقیق داشتم که این مطلب براش مناسب بود.ممنوم… ;-)

Comment RSS · TrackBack URI

نظرات شما