چرا رنگ آسمان آبی است

به‌گزارش کوکا، کوچولوهای کنجکاو همیشه درباره همه چیز سوال می پرسند، مثلا چرا خورشید زرد است؟ چرا رنگین کمان هفت رنگ دارد؟ چرا شب سیاه است؟ چرا آسمان آبی است؟ و … اگرچه دانستن همه این ها برای یک فرد بزرگسال نیز خالی از لطف نخواهد بود!

به همین بهانه در سری مطالب دانستنی ها قصد داریم درباره همه این "چرا" ها و "چگونه" ها و "علت" هایی که ذهن هر کودک یا بزرگسالی را به خود مشغول می کند صحبت کنیم و دایره المعارفی جالب و پر بار از دانستنی ها در اختیار شما قرار دهیم که بی شک از دنبال کردن آن لذت خواهید برد.

چرا آسمان آبی است؟

همه ما در هر کجای دنیا که باشیم وقتی به آسمان نگاه می کنیم اغلب پهنه گسترده ای از آبی نیلگون می بینیم که خورشید و چند تکه ابر در آن خودنمایی می کنند.

آسمان از دیرباز تاکنون به رنگ آبی آن شهرت دارد و درباره رنگ آرامش بخش آن اشعار زیادی سروده و متن های زیادی نوشته شده است اما آیا تا به حال از خودتان پرسیده اید چرا رنگ آسمان آبی است و بنفش، نارنجی یا سبز نیست؟

این سوال یکی از رایج ترین پرسش هایی است که کودکان کنجکاو از پدر و مادر خود می پرسند و ممکن است ذهن بزرگسالان را نیز به خود مشغول کند. در ادامه به این سوال پاسخ خواهیم داد.

چرا آسمان آبی است به زبان کودکانه

چرا رنگ آسمان آبی است؟

حتما همه شما بچه ها به این فکر کرده اید که چرا آسمان قشنگ ما به رنگ آبی دیده می شود و مثلا زرد یا سفید (به رنگ نور خورشید) نیست؟

قبل از هر چیز باید بدانید نور خورشید اگرچه سفید به نظر می رسد اما در حقیقت مانند رنگین کمان از هفت رنگ یعنی قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی، نیلی و بنفش تشکیل شده که وقتی با هم ترکیب می شوند به رنگ سفید دیده می شوند.

اما این رنگ ها در یک سری شرایط خاص می توانند از هم جدا شوند، مثلا وقتی نور خورشید به یک منشور برخورد کند نور سفید به رنگ های آن تجزیه می شود و ما می توانیم آن ها را به وضوح ببینیم.

منشور یک جسم از جنس شیشه یا پلاستیک شفاف و کریستالی شکل می باشد.

نور یک انرژی است و برای حرکت کردن سوار امواج نوری می شود تا از یک جا به جای دیگر منتقل می شود، بعضی از نورها امواج کوتاهی دارند و با سرعت زیادی حرکت می کنند اما برخی دیگر امواج بلندی دارند و آرام تر حرکت می کنند.

در بین رنگ نورهای مختلف، آبی یکی از کوتاه ترین طول موج ها و قرمز یکی از بلندترین طول موج ها را دارد.

نور خورشید همیشه در جهت مستقیم حرکت می کند مگر این که به یک مزاحم برخورد کند که جلوی آن را بگیرد. مثلا اگر به آینه برسد منعکس می شود، اگر به منشور بخورد خم می شود و اگر به مولکول های گاز موجود در اتمسفر زمین برخورد کند در هوا پخش می شود.

اتمسفر زمین دارای گازها و ذرات مختلف موجود در هوا است، وقتی نور از خورشید به سمت زمین می آید و به اتمسفر زمین می رسد با برخورد کردن با این مولکول های گاز به همه جهت ها پخش می شود، اما پراکندگی رنگ های مختلف نور به دلیل طول موج های گوناگون آن ها متفاوت است، مثلا آبی چون موج کوتاه تر و سرعت بیشتر دارد از همه بیشتر پخش می شود.

وقتی به آسمان بالای سر خودمان نگاه می کنیم بیشتر این نورهای آبی که پراکنده شده اند به چشم ما می رسد و ما آسمان را آبی می بینیم. (تصویر زیر)

چرا وقتی خورشید در بالای آسمان است افق سفید رنگ است؟

حتما متوجه شده اید که وقتی در روز روشن به افق نگاه می کنیم معمولا رنگ آبی آن کمتر است یا سفید رنگ به نظر می رسد، اما چرا؟

نور خورشید هر چه به سمت زمین نزدیک تر می شود به مولکول های بیشتر هوا برخورد می کند و نور آبی رنگ آن بیشتر و بیشتر پخش و پراکنده می شود و کمرنگ تر دیده می شود.

از طرف دیگر وقتی نور به زمین برخورد می کند، منعکس و دوباره پراکنده می شود، در طول همه این پراکندگی ها دوباره رنگ های نور با هم ترکیب می شوند. به همین دلیل است که رنگ آسمان در افق معمولا آبی کمرنگ یا سفید دیده می شود. (تصویر زیر)

چرا موقع غروب خورشید آسمان قرمز می شود؟

وقتی خورشید در آسمان پایین می رود نور آن باید از اتمسفر بیشتری عبور کند تا به ما برسد، برخورد با مولکول های گازی اتمسفر باعث می شود نور آبی رنگ بیشتر پراکنده شده و از نور خورشید حذف شود در حالی که نور قرمز و زرد به طور مستقیم عبور کرده و به چشم ما می رسد. (تصویر زیر)

آیا آسمان سیارات دیگر هم آبی است؟

همه چیز به اتمسفر هر سیاره بستگی دارد. مثلا سیاره مریخ جو بسیار نازکی دارد که بیشتر آن از دی اکسید کربن ساخته شده و با ذرات ریز گرد و غبار پر شده است.

برخورد نور خورشید با این ذرات ریز با برخورد نور با مولکول های گاز و ذراتی که در اتمسفر زمین وجود دارد تفاوت دارد.

عکس هایی که از سیاره مریخ به دست ما رسیده نشان می دهد مثلا در مریخ، آسمان در طول روز به رنگ نارنجی مایل به قرمز است در حالی که موقع غروب آسمان اطراف خورشید آبی خاکستری می شود.

چرا آسمان آبی است؟ (پاسخ علمی و دقیق تر)

در آبی دیده شدن آسمان عوامل مختلفی نقش دارند که در ادامه به آن ها اشاره خواهیم کرد:

اولین عامل این مسئله جو یا اتمسفر است، اتمسفر زمین ترکیبی از مولکول ها (گاز و سایر ذرات) می باشد که اطراف زمین را احاطه کرده است.

ترکیبات موجود در اتمسفر تحت تاثیر محل زندگی شما قرار دارد، مثلا اگر در ناحیه نزدیک اقیانوس زندگی می کنید اتمسفر حاوی آب بیشتری است در حالی که در مناطق نزدیک کوه آتشفشانی یا بیابان ها بیشتر اتمسفر را گرد و غبار تشکیل می دهد.

عامل بعدی که در آبی شدن آسمان نقش دارد امواج نور می باشد، همان طور که می دانید نور یک انرژی است، یک موج از میدان های مغناطیسی و الکتریکی مرتعش که بسته به نوع آن طول موج متفاوتی خواهد داشت، برخی نورها مانند نور آبی طول موج کوتاه تر و برخی دیگر از نورها مانند نور قرمز طول موج بلندتری دارند.

نور مرئی - آن چه چشم ما می تواند آن را ببیند - بخشی از یک میدان الکترومغناطیسی است که از طیفی از رنگ ها که شامل رنگ های رنگین کمان است تشکیل شده است.

نور در یک خط مستقیم منتقل می شود و تا زمانی که به مانعی مانند قطره آب یا گرد و غبار و غیره برخورد نکند به مسیر مستقیم خود ادامه می دهد اما آن چه هنگام برخورد با موانع رخ می دهد به طول موج نور و اندازه مانع دارد.

به عنوان مثال اندازه گرد و غبار و آب از طول موج نور بزرگ تر هستند بنابراین هنگامی که نور به آن ها برخورد می کند بازتاب پیدا کرده و در جهات مختلف پخش می شود در حالی که هنوز سفید است و به رنگ های مختلف تجزیه نشده است.

اما زمانی که نور به مولکول های گاز - که بسیار کوچک تر از طول موج نور مرئی هستند - برخورد می کند اتفاق دیگری رخ می دهد.

در این حالت مقداری از نور خورشید توسط مولکول ها جذب شده و اصطلاحا مولکول کامل می شود و شروع به پرتودهی بخشی از رنگ جذب شده در خود می کند.

لازم به ذکر است رنگ های مختلف نور به گونه متفاوتی تحت تاثیر این رخداد قرار می گیرند، مثلا رنگ های با فرکانس بالاتر مانند آبی سریع تر و رنگ های با فرکانس پایین تر مانند قرمز کندتر جذب می شود.

به این فرایند پراکندگی ریلی گفته می شود که در سال ۱۸۷۰ میلادی توسط جان ریلی - فیزیک دان انگلیسی - کشف و توصیف شده و علت اصلی آبی بودن آسمان است.

هنگامی که نور از هوا عبور می کند تقریبا هیچ یک از نورهای قرمز، نارنجی ها و زرد تحت تاثیر هوا قرار نمی گیرند اما نور آبی جذب و منعکس می شود که باعث پخش شدن آن در هوا شده و نوری که به چشم ما می رسد رنگ آبی خواهد بود.

به همین دلیل است که آسمان افق در روز سفید یا آبی کمرنگ به نظر می رسد زیرا در این فاصله دور، نور آبی پخش شده در هوا به چشم ما نخواهد رسید.