درس لماذا يكون لون السماء أزرق في مادة العلوم
في يوم صافي ومشمس تبدو السماء
زرقاء، أما في المساء يتحول لون
السماء إلى اللون الاحمر ، الوردي و
البرتقالي، لماذا هي السماء زرقاء ؟
وما يجعل الغروب احمر اللون ؟، و للإجابة
على هذه الأسئلة علينا تعلم المزيد عن
الضوء والغلاف الجوي. 1. الغلاف الجوي :
هو عبارة عن خليط من ذرات الغاز ومواد
أخرى تحيط بالأرض ، غالبيتها تتكون من
غاز النتروجين ( 788%) و الأوكسجين (21%) .
كما يتواجد أيضاً غاز الأرجون و الماء ، و
هنالك أيضاً كميات قليلة من الغازات الأخرى
و أجزاء صلبة مثل الغبار و الرماد و حبوب
اللقاح و بعض الأملاح من المحيطات . إن
تركيبة الغلاف الجوي تختلف بناءاً على موقعك
أو الطقس و أمور عديدة أخرى . وقد تكون
هنالك كميات أكثر من الماء في الهواء بعد
عاصفة ماطرة أو بالقرب من المحيطات . كما
أن البراكين قد تبعث كميات أكبر من الغبار
في الغلاف الجوي، و التلوث قد يضيف المزيد
من الغازات والغبار ، وتزداد كثافة الغلاف
الجوي كلما ارتفعت إلى الأعلى . ولا يوجد
خط فاصل بين الغلاف الجوي والفضاء و تكون
الكثافة متدرجة. 2. الأمواج الضوئية :
الضوء هو نوع من الطاقة المشعة أو انه
يتنقل عبر الامواج . هنالك العديد من انواع
الطاقة الأخرى التي تنتقل بالأمواج ، مثلاً
الصوت هو عبارة عن موجات من الهواء المتذبذب
، أما الضوء فهو عبارة عن أمواج من الحقول
الكهربائية والمغناطسية المتذبذبة ، وهو جزء
صغير من نطاق أوسع من الحقول الإلكترومغناطيسية
المتذبذبة ، وهو نطاق يدعى
( الطيف الكهرومغناطيسية ) ، تنتقل موجات
الإلكترومغناطيسية عبر الفضاء بسرعة 292،792
كيلو متر في الثانية . وهذا يدعى سرعة الضوء ،
وقوة الإشعاع تعتمد على طول الموجة وترددها ،
وطول الموجة هو المسافة بين أعلى نقطة لكل موجة .
أما التردد فهو عدد الموجات التي تمر في الثانية
الواحدة ، كلما زاد طول الموجة الضوئية انخفض
معدل التردد وقلت كمية الطاقة. 3. ألوان الضوء :
الضوء المرئي هو جزء من الطيف الإلكترومغناطيسية
التي تراه العين، أشعة الشمس وضوء المصباح
يبدوان أبيضا اللون و في الواقع هما مزيج من
عدة الوان . 4. يمكن أيضاً رؤية الطيف من خلال
قوس القزح في السماء ، والألوان تندمج مع
بعضها بشكل مستمر ، وفي أحد أطراف الطيف يوجد
اللون الاحمر والبرتقالي وهذه الألوان تندرج إلى
اللون الأصفر والأخضر والأزرق و النيلي و البنفسجي،
فالألوان لديها أطوال أمواج و ترددات و
طاقات مختلفة ، واللون البنفسجي هو من أقصر
الأمواج المرئية في الطيف وهذا يعني أن لديه
أعلى تردد وطاقة ، بينما اللون الأحمر لديه
أطول موجة و أخفض تردد و طاقه. 5. الضوء في الهواء :
الضوء ينتقل في الفضاء على شكل خطوط مستقيمة
طالما ليست هناك أي معوقات ، الضوء يسير في
خطوط مستقيمة لحين اصطدامه ببعض من الغبار أو
جزيئات غازية، ما يحدث للضوء عندئذ يعتمد على
طول الموجة و حجم الأشياء التي يرتطم بها،
جزيئات الغبار و قطرات الماء أكبر بكثير من
طول موجة الضوء المرئي ، و عندما يصطدم الضوء
بهذه الجزيئات الكبيرة ينعكس في اتجاهات مختلفه ،
ألوان الضوء المختلفة جميعها تنعكس في نفس
الطريقة ، والضوء المنعكس يبدو أبيض اللون لأنه
ما زال يحتوي على جميع الألوان ، جزيئات الغاز
أصغر من طول موجة الضوء المرئي ، و عندما يرتطم
الضوء بجزيئات الغاز يعمل بشكل مختلف حيث أن
بعضاً منه يتم امتصاصه ، و بعد فتره زمنيه ينبعث
الضوء في اتجاه مختلف . واللون المنبعث هو نفس
اللون الذي تم امتصاصه ، ألوان الضوء المختلفة
بشكل متابين و جميع الألوان يتم امتصاصها ولكن
ألوان الترددات المرتفعة مثل اللون الأزرق يتم
امتصاصها بشكل أكبر من الترددات المنخفضة كاللون
الأحمر، هذه العملية تدعى ( إنتشار ريلاي ) نسبه إلى
“اللورد جون ريلاي” الفيزيائي البريطاني الذي
اكتشفها عام 1870 م . 6. لماذا السماء زرقاء :
اللون الازرق في السماء يأتي نتيجة عملية
( أنتشار ريلاي ) حين ينتقل الضوء عبر الغلاف
الجوي تعبر معظم الأمواج الطويلة ، والقليل من
الضوء الأحمر و البرتقالي والأصفر يتأثر بالقليل
من الجو . على أية حال فإن الكثير من أمواج
الضوء القصيرة يتم امتصاصها من قبل جزيئات الغاز ،
بينما يتم انعكاس الضوء الأزرق في اتجاهات مختلفة
حيث يتم انتشارها في جميع أنحاء السماء ، و أينما
نظرت قد يصلك بعض من الضوء الأزرق المنتشر و بما
أنك ترى الضوء في كل مكان تبدو السماء زرقاء ،
و كلما نظرت أقرب إلى الأفق تبدو السماء باهتة
أكثر من أجل وصول الضوء الأزرق المنتشر عليه عبور
كميات هواء أكثر . وبعضاً منه يتم انتشاره في
اتجاهات مختلفة مما يجعل كميات ضوء زرقاء أقل
تصل إليك ولون السماء بالقرب من الأفق يكون أكثر بهتةً .
المصدر: درس لماذا يكون لون السماء أزرق في مادة العلوم