لماذا لون السماء زرقاء ؟ في الليل السماء سوداء. في النهار يكون أزرق. هذا هو الحال فقط على كوكب الأرض ، الذي ينشر الغلاف الجوي اللون الأزرق المنبعث من الشمس فقط
الصيف هنا أخيرًا. لعدة أيام ، كانت الشمس مشرقة في العديد من المناطق بدرجات حرارة تتجاوز 30 درجة. شيء يعيد الابتسامة ويطرح أسئلة وجودية ، مثل: لماذا السماء زرقاء؟ وعلى عكس ما نسمعه كثيرًا: لا السماء ليست زرقاء لأن البحر أزرق! بل العكس هو الصحيح. البحر أزرق في الطقس الجيد ، والسماء نفسها زرقاء ، وتكون رمادية في الأحوال الجوية السيئة ، بينما تكون رمادية أيضًا لأنك ستلاحظ أن المياه شفافة. بما في ذلك ما يأتي من المحيطات.
جدول المحتويات
الضوء الأبيض
السماء زرقاء لأن الشمس ترسل لنا الضوء الأبيض مباشرة ، لكنها في الواقع تتكون من جميع ألوان قوس قزح: الأحمر والأصفر والأخضر والأزرق والأرجواني. ينتقل هذا الضوء على شكل موجات ذات أطوال مختلفة ولكل لون طول موجي خاص به. وعندما تدخل أشعة الشمس الغلاف الجوي ، فإنها تلتقي بالذرات وجزيئات الهواء وقطرات الماء والغبار الذي يتكون منها. تمر جميع الألوان دون عوائق ما عدا البنفسجي النيلي والأزرق الذي ينعكس بعد ذلك في جميع الاتجاهات ثم يلون السماء ؛ الأطوال الموجية الأطول ، مثل الأحمر ، بالكاد تنتشر بواسطة جزيئات الهواء هذه.
إقرأ أيضا:محيطات أكثر دفئا و أعاصير أكثر عنفاوإذا لم يكن هناك غلاف جوي ، فسنرى شمسًا بيضاء في سماء مليئة بالنجوم تمامًا ، يمكن لرواد الفضاء رؤيتها في الفضاء. درجات مختلفة من اللون الأزرق كما قد تكون لاحظت ، فإن اللون الأزرق في السماء ليس له نفس الظلال دائمًا. يعتمد ذلك على كمية بخار الماء والغبار الموجود في الهواء. كلما زاد عدد قطرات الماء والغبار في الهواء ، زاد انتشاره وبالتالي زيادة نسبة اللونين الأخضر والأصفر ، مما يعطي درجة أفتح من اللون الأزرق. من ناحية أخرى ، يسمح غياب الغبار وقطرات الماء بتعزيز الإشعاع الأزرق (كما هو الحال في الجبال العالية). تسمح لنا ظلال اللون الأزرق (في السهول) بعمل بعض التنبؤات.
اللون الأزرق المتوسط
يشير اللون الأزرق الغامق ، المرتبط بالرؤية الجيدة ، إلى طقس غير مستقر ينذر بالرياح وهطول الأمطار. يشير اللون الأزرق المتوسط أو الصافي والأزرق الفاتح إلى استمرار الطقس الجيد. إن التغيير التدريجي من اللون الأزرق إلى الأبيض أو الرمادي يجعل من الممكن التنبؤ بالتغير في الطقس مع بداية الاضطرابات وبالتالي انخفاض الضغط. لماذا الغيوم بيضاء؟
ولكن لماذا لا تكون الغيوم زرقاء أيضًا ولكنها تظهر باللون الأبيض في الغالب؟ بكل بساطة لأن كل ألوان الطيف تنتشر بواسطة قطرات الماء من السحب. مزيج كل هذه الألوان يعيد تكوين الضوء الأبيض. نلاحظ أن الغيوم تأخذ ظلالًا رمادية عندما لا يمكن للضوء المرور من خلالها لأنها تحتوي على الكثير من الماء (مما يبشر بزخات مطر جيدة). وتظهر الشمس صفراء لأنها اللون الناتج عن اختلاط الألوان الأخرى ما عدا الأزرق بينما يؤكد رواد الفضاء أن الشمس بيضاء بالفعل.
إقرأ أيضا:ما هي طرق تحديد جنس الجنين قبل الحمل؟ضوء الشمس والجزيئات والجسيمات في الغلاف الجوي للأرض
ينتج لون السماء عن التفاعل بين ضوء الشمس والجزيئات والجسيمات في الغلاف الجوي للأرض. يؤثر تشتت موجات الإشعاع الشمسي عبر الغلاف الجوي الصافي بشكل كبير على الأجزاء الأكثر نشاطًا من طيف الضوء ، والتي تتوافق مع اللون الأزرق في رؤية الإنسان. هذه الأجزاء ذات الطول الموجي القصير أكثر وفرة في الانتثار منها في الضوء المباشر: السماء زرقاء. سحابة ، مكونة من قطرات الماء المعلقة ، تنتشر بشكل متساوٍ تقريبًا جميع أجزاء الطيف: تظهر بيضاء عديمة اللون.
السماء الزرقاء في النهار المقالات الرئيسية: انتشار رايلي و نظرية مي. خلال النهار ، خارج الأطوار التي تشرق فيها الشمس أو تغربها ، يمكننا أن نلاحظ سماء زرقاء غير مشبعة في جميع الاتجاهات ما عدا الشمس ، ومشرقة للغاية وبيضاء في هذا الاتجاه. رسم تخطيطي يوضح الامتصاص الرئيسي في الغلاف الجوي والجزء المنقول من ضوء الشمس. خلال النهار ، تسود أشعة الشمس ؛ كمية الضوء القادمة من النجوم الأخرى لا تذكر. في يوم صافٍ – أي في سماء صافية مع القليل من الغبار المعلق أو بدونه – يصل بعض هذا الضوء إلى سطح الأرض في أشعة مرآوية ، بعد تعرضه لانكسارات. جزء آخر يتفاعل مع الجزيئات في الغلاف الجوي.
إقرأ أيضا:أفضل مضادات الاكتئاب الطبيعيةالمجال الكهرومغناطيسي للضوء
تعمل جزيئات النيتروجين ، التي تحتل 78٪ من حجم الغلاف الجوي للأرض ، وجزيئات الأكسجين ، التي تحتل 20٪ ، على الضوء الساقط 2. الضوء عبارة عن موجة كهرومغناطيسية. عندما يصل المجال الكهرومغناطيسي للضوء إلى جزيء أو ذرة ، فإنه يشوه السحابة الإلكترونية لهذا الجزيء ويخلق ثنائي القطب الكهروستاتيكي الذي ينبعث منه موجة كهرومغناطيسية بدوره. يمكن أن تنبعث هذه الموجة في أي اتجاه ، ولكن بقوة تعتمد على زاوية الموجة الساقطة. تشتت الضوء بواسطة جسيمات صغيرة جدًا وفقًا لقانون رايلي. يتشتت الضوء وفقًا لنموذج رايلي (الانتثار الانتقائي متعدد الاتجاهات) عندما يكون حجم الجزيئات المعنية في حدود عُشر الطول الموجي أو أقل ، وهذا هو الحال بالنسبة للجزيئات المشاركة في الغلاف الجوي للأرض منذ قطر جزيء ثنائي النيتروجين 0.315 نانومتر ، وجزيء الأكسجين 0.292 نانومتر 3.
متوسط القدرة المبعثرة بواسطة الجزيء في نموذج رايلي كما يلي: من المعتاد تحديد أشعة الضوء حسب طولها الموجي في الفراغ. انتشروا ، بترتيب ألوان قوس قزح ، من الأحمر حوالي 600 نانومتر إلى الأرجواني حوالي 400 نانومتر. نظرًا لأن نبضة الموجة تتناسب عكسًا مع الطول الموجي ، فإن نبضة اللون الأرجواني هي حوالي 3/2 من اللون الأحمر. في المعادلة ، يتعلق الأمر بالقوة 4 ؛ لذلك يؤثر التشتت على الضوء البنفسجي 81/16 ، أي حوالي خمس مرات أكثر من الضوء الأحمر. : جزء الطيف المرئي القريب من اللون الأزرق منتشر ويمكن ملاحظته في كل مكان في السماء ، بينما يمر اللون الأحمر عبر الغلاف الجوي تقريبًا 2 في نموذج رايلي ، تكون كثافة التشتت أو N هو عدد الجسيماتهي الزاوية بين الموجة الساقطة والمراقب خلال النهار ، تكون الشمس عالية في السماء ويوزع الغلاف الجوي اللون الأزرق بقوة أكبر من اللون الأحمر (الضوء المنتشر جانبياً بواسطة جزيئات غاز الغلاف الجوي يكون أزرق بشكل أساسي لأن ضوء الشمس ليس أرجوانيًا كثيرًا في البداية).*
لماذا لون السماء زرقاء ؟الضوء الشمسي
من ناحية أخرى ، عند شروق الشمس أو غروبها ، يصلنا الضوء الأحمر عندما ننظر نحو الشمس ، لأنه أقل انتشارًا: الضوء الشمسي ، والرعي ، يعبر طبقة من الغلاف الجوي أكبر بعشر إلى خمسة عشر مرة. يشتد تشتت رايلي ويتعلق بالأطوال الموجية القصيرة والمتوسطة للطيف المرئي (تعبر الأطوال الموجية الأطول ، أي الأحمر ، التي تنتقل بشكل أفضل والأقل تشتتًا ، هذه الطبقة الجوية). يسود اللون الأصفر ، الذي يتحرر من بعض الأطوال الموجية القصيرة بسبب هذا التشتت ، الإشعاع المباشر من الشمس ، ومن ثم لون الشمس 4. يعتمد لون السماء على نسبة حدوث أشعة الشمس ، حيث تختلف باختلاف الساعات والفصول ، ومع تكوين الغلاف الجوي ، بشكل أساسي على كمية وحجم قطرات الماء التي تحتويها في حالة تعليق. في المرتفعات ، حيث تكون قطرات الماء في الهواء نادرة ، يكون التشتت أقل.
السماء هي من اللون الأزرق الأعمق ، أي أقل إضاءة وأكثر تشبعًا. في حين أن الغلاف الجوي بشكل عام ليس مشبعًا جدًا بالجسيمات المرتفعة ، فإن الطبقات السفلية من الغلاف الجوي تحتوي على الهباء الجوي والغبار الذي يعدل العملية الفيزيائية المعنية: يحدث نثر مي عند هذه الارتفاعات المنخفضة. من بين الهباء الجوي ، تعد قطرات الماء المعلقة التي تشكل السحب هي الأكثر شيوعًا. تشتت مي موحد للطيف المرئي ؛ لذلك تظهر الغيوم بلون الضوء الذي ينيرها ، أي أنها بيضاء أو رمادية. استقطاب الضوء من السماء إذا لاحظنا السماء في اتجاه تشكل زاوية α مع اتجاه الشمس ، فإن الإشعاع يكون أكثر استقطابًا حيث يتحرك اتجاه المراقبة بعيدًا عن اتجاه النجم. الاتجاه السائد عمودي على اتجاه الشمس ومعدل استقطاب الضوء بواسطة تشتت رايلي هو لون السماء عند غروب الشمس وشروقها تتكون السماء عند الفجر أو الغسق من عدة ألوان
لماذا لون السماء زرقاء ؟الشمس في الأفق
وعادة ما تكون دافئة مثل البرتقالي والأحمر. خلال هذه الأوقات من اليوم ، لا يعد نثر رايلي هو الظاهرة الوحيدة في اللعبة. طبقة الأوزون ، التي يعبرها ضوء الشمس على مسافة أكبر عندما تكون الشمس في الأفق ، تمتص جزءًا من الإشعاع. السماء في أوجها عند الغسق 2. ومع ذلك ، يظل الانتشار هو الظاهرة الرئيسية. نظرًا لأن طبقة الغلاف الجوي التي تمر عبرها أشعة الشمس تكون أكبر بمقدار 10 إلى 15 مرة عندما تكون الشمس في الأفق مقارنةً بموقعها في ذروتها ، فإن تشتت أقصر الأطوال الموجية (الأرجواني والأزرق) يبددها بالكامل تقريبًا مما يعطي اللون الأحمر والأزرق. اللون البرتقالي للسماء في اتجاه الشمس عند شروقها وغروبها
سماء الليل Big Dipper و Little Dipper مرئيان في سماء الليل. سماء الليل محرومة من ضوء الشمس. نتيجة لذلك ، يكون الظلام مظلماً ، مما يسمح بمراقبة آلاف النجوم المتلألئة في السماء. النجوم موجودة دائمًا أثناء النهار (يمكن رؤية ألمعها بواسطة التلسكوب) ، لكن لا يمكن رؤيتها ، لأن الشمس تنافسها. تنص مفارقة أولبرز المسماة “سماء النار” على وجود تناقض ، إذا افترض المرء أن الكون ثابتًا ، بين السماء السوداء في الليل وعدد لا نهائي من النجوم في كون غير محدود. تصور الإنسان للون تتكيف رؤية الإنسان مع الضوء السائد ، والذي يظهر دائمًا باللون الأبيض ، ما لم يكن مختلفًا تمامًا عن إشعاع الجسم الأسود. تتيح هذه الخاصية التعرف على الكائنات من خلال لونها ، حتى في بيئات الإضاءة المختلفة.
لماذا لون السماء زرقاء ؟ثراءً في الأطوال الموجية القصيرة
الضوء الذي يأتي من السماء أضعف بما لا يقاس من ضوء الشمس ، وهو أكثر ثراءً في الأطوال الموجية القصيرة. عندما تكون الشمس مرئية ، فإنها تبدو زرقاء. تحتوي العين البشرية على ثلاثة أنواع من المستقبلات الضوئية ، تسمى المخاريط ، وكل نوع حساس لنطاق معين من الأطوال الموجية. تمثل المخاريط S ، لطول موجي قصير ، حوالي 10٪ فقط من إجمالي المخاريط الموجودة على شبكية العين في النقرة. تبلغ الحساسية القصوى لمخاريط S حوالي 442 نانومتر ، بينما تبلغ حساسية مخاريط M (للأطوال الموجية المتوسطة) 543 نانومتر ، والمخاريط L (أطوال موجية طويلة) هي 570 نانومتر.
إن عملية تخصيص لون للإشارات المرسلة من الأقماع هي عملية عصبية تحدث في الدماغ. للضوء الذي يصل إلى العين شدة .طيفية معينة ستثير استجابة لكل نوع من المخروط المقابل لمنتج شدة الطيف من خلال الاستجابة الطيفية لنوع المخروط. في السؤال 9. يُنظر إلى الكثافة الطيفية لضوء السماء بشكل مماثل لمزيج الضوء الأبيض والضوء الأحادي اللون. تعطي .النمذجة النظرية باستخدام المنحنيات النظرية للشدة الطيفية للضوء المنتشر في السماء وحساسيات المخاريط .10: λ أحادي اللون عند الطول الموجي 474 نانومتر الذي يعينه الدماغ بشكل عام باللون الأزرق نسبة الضوء الأبيض. إلى Iλ تبلغ 0.049 مما يدل على أن اللون الأزرق المرصود هو أزرق غير مشبع يتم تعديل هذه القيم بشكل طفيف فقط عند أخذ أطياف السماء الحقيقية في الاعتبار (λ أحادي اللون عند 476 نانومتر ، نسبة الضوء الأبيض إلى Iλ من 0.063).
لماذا لون السماء زرقاء ؟البشر المصابون بعمى الألوان
البشر المصابون بعمى الألوان ، وهو شذوذ في إدراك الألوان بسبب نقص المستقبلات الضوئية. من نوع معين ، يميزون ألوانًا أقل بكثير من الآخرين. Tritanopes ، مع وجود مجموعة غير طبيعية من المخروط S ، يرى اللون الأزرق للسماء. على أنه أخضر 11. إن استجابة العين البشرية للطيف الضوئي للسماء هي العقبة الرئيسية عند تحديد ألوان سماء الكواكب الأخرى: فالمستشعرات والمرشحات والكاميرات الموجودة على متنها لا تتمتع بنفس استجابات العين ، حيث تلتقط الصور. سيقدم تحيزًا وستختلف “الألوان التي يراها المسبار” عن الألوان التي قد يراها البشر. لون السماء للكواكب الأخرى المقال الرئيسي: سماء خارج كوكب الأرض. غروب الشمس على المريخ ، تم التقاطها بواسطة Spirit في فوهة Gusev. على المريخ ، يمكن ملاحظة لون السماء. في عام 1976 ، أشار مسبار Viking 1 بشكل مفاجئ إلى أن سماء المريخ كانت زرقاء ، وهو ما تم رفضه بعد معايرة أجهزة المسبار 12.
حصل Viking 1 على صور باستخدام عجلة ترشيح للألوان الأساسية الثلاثة (الأزرق والأحمر والأخضر) ، مما يعطي انطباعًا بأن الأرض كانت حمراء برتقالية كثيفة وأن السماء صافية للغاية ، مع ظل طفيف من اللون الأزرق مشابه ليوم ملبد بالغيوم على الأرض 13. لم يتم تطبيق ترجيح هذه الألوان الثلاثة للتوليف لمطابقة الرؤية الضوئية البشرية (الرؤية النهارية). سماء المريخ هي سمك السلمون أو القرمزي خلال النهار. هذا اللون ناتج عن رياح الغبار التي تنفجر المادة في الغلاف الجوي ، مما يجعلها لونها أحمر. عند غروب الشمس وشروقها ، يتغير لون سماء المريخ كما هو الحال على الأرض ، لكن لونها يصبح أقل احمرارًا 14.
وفقًا للتحقيقات السوفيتية في الثمانينيات ، يبدو أن لون سماء كوكب الزهرة برتقالي-أحمر. حضاره الميثولوجيا يرتبط زرقة السماء بالعديد من الكتابات الدينية التوحيدية أو المتعددة الآلهة بالآلهة أو الأحجار الكريمة. في سفر الخروج والعهد الجديد ، يعتبر الياقوت رمز السماء في إشارة إلى عرش الله. بالنسبة للمصريين ، يرتبط اللازورد بآمون خالق السماء والأرض. في الهندوسية والبوذية التبتية ، زرقة السماء هو أيضًا لون الروح
