لماذا لون السماء أزرق؟

طقس العرب - لماذا يكون لون السماء أزرق؟ هذا اللون الزرقاء الجميل والمميز الذي يراه البشر في السماء يشكل لغزًا طبيعيًا يثير فضول الكثيرين.

ويعد لون السماء ظاهرة تستدعي تفسيرًا علميًا معقولًا، ومع ذلك، تظل الأفكار والتفسيرات تجذب العقول البشرية، وفي هذا المقال، سنغوص في عالم لون السماء، ونكشف عن الأسباب العلمية التي تجعلها زرقاء، ونتعمق في الطبيعة الفيزيائية لهذه الظاهرة الرائعة.

الاعتقادات السائدة حول لون السماء الأزرق

لفترة طويلة، كانت هناك تصورات مختلفة تشير إلى سبب زرقة السماء، وكانت أحد هذه التصورات تشير إلى أن السماء تبدو زرقاء بسبب انعكاس ضوء الشمس عن سطح المحيط وعودته إلى السماء، ولكن هذا التصور لا يمكن أن يفسر لماذا تبدو السماء زرقاء في مناطق بعيدة عن البحر، مثل الحقول الخضراء. وهناك تصور آخر يشير إلى أن زرقة السماء ناجمة عن تبديد الضوء عند اصطدامه بقطرات الماء في الغلاف الجوي، ولكن هذا التصور لا يمكن أن يشرح لماذا تبدو السماء زرقاء في المناطق الجافة مثل الصحراء إذاً، ما هو السبب الحقيقي وراء لون السماء الأزرق؟

ما هو السبب الحقيقي وراء لون السماء الأزرق؟

الجواب: إمكانية الإجابة عن هذا السؤال تكمن في مصدر الإضاءة في مجموعتنا الشمسية، أي الشمس وعلى الرغم من أن الضوء الشمسي يبدو أبيضًا بالعين المجردة، إلا أنه في الواقع يتكون من طيف متعدد الألوان يمتد من اللون الأحمر إلى اللون البنفسجي وما يجعل السماء تبدو زرقاء هو تفاعل الضوء الشمسي مع الغلاف الجوي.

يمكن أن نستنتج أن الضوء يتحرك على شكل موجات، ولكل لون في الطيف طول موجي محدد. حيث إن الألوان الدافئة مثل الأحمر تمتلك أطوالاً موجية أطول، بينما الألوان الباردة مثل الأزرق والبنفسجي لها أطوال موجية أقصر.

وبالإضافة إلى ذلك، يتفاعل الضوء بطرق مختلفة مع المواد التي يمر خلالها، وعلى سبيل المثال، عندما يمر الضوء الشمسي عبر مادة شفافة مثل الماء، ينكسر الضوء نتيجة لتغيير سرعته عند انتقاله من وسط واحد (مثل الهواء) إلى آخر (مثل الماء) وهذا يؤدي إلى انحراف موجات الضوء، وفيما يتعلق بالمواد الأخرى، مثل المرايا، تعكس هذه المواد الضوء في اتجاه واحد دون تشتيته وهناك مواد أخرى تشتت الضوء في اتجاهات متعددة.

إذاً، مصدر الضوء وطريقة تفاعل الضوء مع المواد يؤديان دورًا حاسمًا في تشكيل الألوان والظواهر البصرية التي نراها في حياتنا اليومية.

لماذا نرى السماء زرقاء؟

عندما تصل أشعة الشمس إلى الغلاف الجوي للأرض، يحدث تشتت أو انحراف للضوء بفعل جزيئات الغاز الدقيقة الموجودة في الهواء، والتي تسيطر عليها بشكل رئيسي جزيئات النيتروجين والأكسجين؛ حيث إن عملية تشتت الضوء في الغلاف الجوي تعتمد على طول موجي للضوء وحجم المادة التي تقوم بتشتيته، وتُعرف هذه العملية بتشتت رايلي، وهي تسمى بهذا الاسم نسبةً إلى اللورد رايلي، الفيزيائي البريطاني الذي اكتشفها. 

ما هو تشتت رايلي وما علاقته بالون السماء الأزرق؟

تشتت رايلي هو العملية التي تؤدي إلى تبعثر الضوء أو الإشعاع الكهرومغناطيسي عن طريق جسيمات يكون نصف قطرها عُشر الطول الموجي للإشعاع.

وتعتبر جزيئات الغاز في الهواء، مثل الهيدروجين الذي يمثل 78% من الغلاف الجوي، أصغر بكثير من الطول الموجي للضوء المرئي، وهذا بنحو ألف مرة، وتقوم جزيئات الأكسجين والنيتروجين في الطبقة السفلى من الغلاف الجوي بامتصاص الأطوال الموجية الأقصر، مثل اللون الأزرق والبنفسجي، وتشتتها في الاتجاهات جميعهن، بينما يمر اللون الأحمر، الذي يمتلك طول موجي أطول، دون أن يتعرض للتشتت، ويصل إلى سطح الأرض.

على الرغم من ذلك، تبدو السماء في وقت الظهيرة باللون الأزرق، وليس اللون البنفسجي، وذلك لأن أعيننا أكثر حساسيةً للون الأزرق، وأيضًا؛ لأن الضوء البنفسجي يتمتع بطاقة كبيرة، وبالتالي يتمتع بالقدرة على امتصاصه بشكل أكبر من قبل جزيئات الغاز في الطبقات العليا من الغلاف الجوي وبسبب هذه العملية، يتسبب الضوء الأزرق في السماء في الغلبة على الضوء البنفسجي بالوقت نفسه، تشتت الجزيئات الدقيقة الضوء الأزرق المنتقل من السماء عبر الغلاف الجوي، مما يسمح لنا برؤية السماء باللون الأزرق عند النظر إلى الأعلى بعيدًا عن الشمس.

اعرف أيضا:

البحر المضيء.. الظاهرة البيولوجية التي تضيء مياه البحار

اكتشاف غير متوقع في السحب يفاجئ العلماء

لماذا تتغير فصول السنة؟

المصادر:

aljazeera

bibalex