ทำไมท้องฟ้าจึงเป็นสีฟ้า - เป็นเรื่องยากมากที่จะหาคำตอบของคำถามง่ายๆ ทางออกที่ดีที่สุดสำหรับปัญหานี้ถูกเสนอขึ้นเมื่อประมาณ 100 ปีที่แล้วโดย John John Rayleigh นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ
แต่เรามาเริ่มกันใหม่ ดังนั้นสีของท้องฟ้าควรจะเหมือนกัน แต่ก็ยังคงเป็นสีฟ้า เกิดอะไรขึ้นกับแสงสีขาวในชั้นบรรยากาศของโลก
อา
สีที่แท้จริงของรังสีดวงอาทิตย์เป็นสีขาว แสงสีขาวเป็นส่วนผสมของรังสีสี เราสามารถสร้างรุ้งได้โดยใช้ปริซึม ปริซึมแบ่งรังสีสีขาวออกเป็นแถบสี: แดงส้มเหลืองเขียวน้ำเงินน้ำเงินและม่วง เมื่อรวมกันรังสีเหล่านี้จะก่อให้เกิดแสงสีขาวอีกครั้ง สามารถสันนิษฐานได้ว่าแสงแดดแบ่งออกเป็นองค์ประกอบสีก่อน จากนั้นมีบางอย่างเกิดขึ้นและมีเพียงรังสีสีน้ำเงินเท่านั้นที่มาถึงพื้นผิวโลก
สมมติฐานที่หยิบยกในเวลาที่แตกต่างกัน
มีคำอธิบายที่เป็นไปได้หลายประการ อากาศรอบโลกเป็นส่วนผสมของก๊าซ: ไนโตรเจนออกซิเจนอาร์กอนและอื่น ๆ ในชั้นบรรยากาศยังคงมีไอน้ำและผลึกน้ำแข็ง ฝุ่นและอนุภาคขนาดเล็กอื่น ๆ จะลอยอยู่ในอากาศ ในบรรยากาศชั้นบนเป็นชั้นของโอโซน นี่อาจเป็นเหตุผลหรือไม่
นักวิทยาศาสตร์บางคนเชื่อว่าโมเลกุลของโอโซนและน้ำดูดซับรังสีสีแดงและส่งผ่านสีน้ำเงิน แต่กลับกลายเป็นว่ามีโอโซนและน้ำไม่เพียงพอในชั้นบรรยากาศที่จะเปลี่ยนเป็นสีฟ้า
ในปี 1869 John Tyndall ชาวอังกฤษแนะนำว่าฝุ่นและอนุภาคอื่น ๆ กระจายแสงแสงสีน้ำเงินนั้นกระจัดกระจายในระดับน้อยที่สุดและผ่านชั้นของอนุภาคดังกล่าวไปถึงพื้นผิวโลก ในห้องทดลองของเขาเขาสร้างแบบจำลองของหมอกควันและจุดด้วยลำแสงสีขาวสว่าง หมอกควันเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงินเข้ม
ทินดัลตัดสินใจว่าถ้าอากาศสะอาดจริง ๆ แล้วไม่มีอะไรจะกระจายแสงและเราสามารถชื่นชมท้องฟ้าสีขาวสว่าง ท่านลอร์ด Rayleigh ยังสนับสนุนความคิดนี้ แต่ไม่นาน ในปี 1899 เขาตีพิมพ์คำอธิบายของเขา: มันเป็นอากาศไม่ใช่ฝุ่นหรือควันที่สีฟ้า
ความสัมพันธ์ของสีและความยาวคลื่น
ส่วนหนึ่งของรังสีดวงอาทิตย์ผ่านระหว่างโมเลกุลก๊าซโดยไม่ชนกับพวกมันและไม่มีการเปลี่ยนแปลงถึงพื้นผิวโลก ส่วนใหญ่ถูกดูดซับโดยโมเลกุลของก๊าซ เมื่อโฟตอนถูกดูดซับโมเลกุลจะตื่นเต้นนั่นคือมีประจุพลังงานแล้วปล่อยออกมาในรูปของโฟตอนอีกครั้ง โฟตอนรองเหล่านี้มีความยาวคลื่นที่แตกต่างกันและสามารถเป็นสีใดก็ได้ - จากสีแดงเป็นสีม่วง
พวกมันกระจายไปทุกทิศทุกทาง: สู่โลกและต่อดวงอาทิตย์และไปทางด้านข้าง ท่านลอร์ด Rayleigh แนะนำว่าสีของรังสีที่เปล่งออกมานั้นขึ้นอยู่กับความเด่นของควอนตัมของสีใดสีหนึ่งหรือในรังสี เมื่อโมเลกุลของก๊าซชนกับโฟตอนของแสงอาทิตย์ควอนตัมรองสีน้ำเงินหนึ่งอันจะมีสีน้ำเงินควอนตัมแปดตัว.
ผลลัพธ์คืออะไร แสงสีฟ้าที่เข้มอย่างแท้จริงเทลงบนเราจากทุกทิศทุกทางจากพันล้านโมเลกุลของก๊าซในชั้นบรรยากาศ โฟตอนของสีอื่นผสมกับแสงนี้ดังนั้นจึงไม่มีโทนสีฟ้าบริสุทธิ์
ทำไมท้องฟ้าเป็นสีฟ้า - คำตอบ
ก่อนที่จะถึงพื้นผิวโลกซึ่งผู้คนสามารถพิจารณาได้แสงอาทิตย์ต้องผ่านเปลือกอากาศทั้งหมดของดาวเคราะห์ แสงมีสเปคตรัมกว้างซึ่งสีพื้นฐานเฉดสีรุ้งยังคงโดดเด่น ของสเปกตรัมนี้สีแดงมีคลื่นแสงที่ยาวที่สุดในขณะที่สีม่วงมีระยะสั้นที่สุด เมื่อพระอาทิตย์ตกดินแผ่นดิสก์แสงอาทิตย์จะกะพริบอย่างรวดเร็วและวิ่งเข้ามาใกล้กับขอบฟ้ามากขึ้น
ในกรณีนี้แสงจะต้องเอาชนะความหนาของอากาศที่เพิ่มมากขึ้นและคลื่นบางส่วนก็หายไป ไวโอเล็ตแรกหายไปจากนั้นสีน้ำเงินน้ำเงิน คลื่นสีแดงที่ยาวที่สุดยังคงแทรกซึมไปยังพื้นผิวของโลกจนถึงที่สุดดังนั้นแผ่นโซล่าร์และรัศมีรอบ ๆ มันจนกระทั่งช่วงเวลาสุดท้ายมีโทนสีแดง
การเปลี่ยนแปลงในตอนเย็นคืออะไร?
ใกล้พระอาทิตย์ตกดวงอาทิตย์วิ่งตรงขอบฟ้ายิ่งตกก็ยิ่งเข้าใกล้เวลาเย็น ในช่วงเวลาดังกล่าวชั้นบรรยากาศที่แยกแสงแดดดั้งเดิมออกจากพื้นผิวโลกเริ่มเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเนื่องจากมุมเอียง เมื่อถึงจุดหนึ่งชั้นหนาจะหยุดส่งคลื่นแสงอื่น ๆ นอกเหนือจากคลื่นสีแดงและในเวลานี้ท้องฟ้าเปลี่ยนสีนี้ สีน้ำเงินไม่มีอยู่อีกต่อไปมันถูกดูดซึมเมื่อมันผ่านชั้นบรรยากาศ
ความจริงที่น่าสนใจ: เมื่อพระอาทิตย์ตกดินดวงอาทิตย์และท้องฟ้าทะลุผ่านเฉดสีทั้งหมด - หนึ่งในนั้นไม่ผ่านบรรยากาศ สิ่งเดียวกันนี้สามารถสังเกตได้ในเวลาพระอาทิตย์ขึ้นสาเหตุของปรากฏการณ์ทั้งสองนั้นเหมือนกัน
จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อดวงอาทิตย์ขึ้น
เมื่อพระอาทิตย์ขึ้นแสงของดวงอาทิตย์จะผ่านกระบวนการเดียวกัน แต่กลับกัน นั่นคือก่อนที่รังสีแรกจะทะลุผ่านชั้นบรรยากาศในมุมที่แข็งแกร่งมีเพียงสเปกตรัมสีแดงเท่านั้นที่มาถึงพื้นผิว ดังนั้นดวงอาทิตย์ขึ้นเริ่มคลื่นไส้ในสีแดง จากนั้นเมื่อพระอาทิตย์ขึ้นและเปลี่ยนมุมคลื่นของสีอื่น ๆ จะเริ่มผ่าน - ท้องฟ้าเปลี่ยนเป็นสีส้มและจากนั้นจะกลายเป็นสีฟ้าเป็นประจำ สังเกตได้ว่าท้องฟ้าสีครามเป็นเวลาครึ่งวันและจากนั้นในตอนเย็นมันก็กลับกลายเป็นสีม่วงอีกครั้ง อีกด้านหนึ่งของท้องฟ้าห่างจากดวงอาทิตย์เป็นสีฟ้า - ดำ แต่เมื่อเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากขึ้นจะเห็นเฉดสีแดงมากขึ้นใกล้ขอบฟ้าจนกระทั่งดวงอาทิตย์หายไปอย่างสมบูรณ์
ปรากฏการณ์สีดังกล่าวพบได้ทุกที่ ดวงอาทิตย์กลายเป็นสีแดงเช่นเดียวกับพื้นที่ของท้องฟ้าที่อยู่ใกล้กับมันทั้งที่เส้นศูนย์สูตรและที่ขั้ว ปรากฏการณ์นี้สามารถเห็นได้ทั่วทุกมุมโลก บางครั้งพระอาทิตย์ตกหรือพระอาทิตย์ขึ้นมีโทนสีแดงอิ่มตัวมากขึ้นเนื่องจากสภาพบรรยากาศการปรากฏตัวของละอองลอยหรือสารแขวนลอยในนั้น ในกรณีอื่น ๆ สีไม่เด่นชัดปานกลางมากขึ้น มีสัญญาณพื้นบ้านที่ช่วยให้คุณกำหนดสภาพอากาศในวันรุ่งขึ้นด้วยร่มเงาของพระอาทิตย์ตก - ผู้คนเรียนรู้ที่จะวิเคราะห์สีและทำนายสถานะของบรรยากาศจากพวกเขาด้วยความแม่นยำมากขึ้นหรือน้อยลง
ดังนั้นสีแดงของพระอาทิตย์ตกเนื่องจากความจริงที่ว่าในมุมกว้างผ่านชั้นบรรยากาศมีเพียงสีแดงของสเปกตรัมสุริยคติเท่านั้นที่มีความยาวคลื่นที่ยาวที่สุด สีแดงของดวงอาทิตย์สัมพันธ์กับปัจจัยเดียวกันส่วนที่เหลือของวันท้องฟ้าเป็นสีฟ้าเนื่องจากเฉดสีนี้สามารถกลบสเปกตรัมอื่น ๆ ออกไปซึ่งมีความสามารถที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในการกระจาย