لماذا لون السماء أزرق : هل فكرت يوما في السبب

جواب مختصر :

لماذا لون السماء أزرق ؟ لطالما طرح  معظم  الناس هذا السُّؤال على أنفسهم. هل للون البحار والمحيطات علاقة بلون السماء الازرق ؟ وهل انعكاس لون المحيط و البحر على السماء هو السَبب في اللون الداكن الأزرق لسمائنا ؟

 في الواقع الجواب ببساطة، يصل ضَوء الشمس إلى الغلاف الجويّ للارض وينتشر في جميع الاتجاهات بواسطة الغَازات و الجسيمات في الهواء.

 ينتشر الضّوء الأزرق أكثر من الألوان الأخرى لأنه ينتقل في مَوْجَات أقصر وأصغر. هذا هو السَبب الذي يجعلنا نرى السماء دائمًا على أنها زرقاء,  أو بلَون ازرق.

عندما تنخفض الشمس، يجب أن ينتقل ضوءها عبر المزيد من الغلاف الجوي، لذلك تتناثر الأطوال الموجية الزرقاء الأقصر تمامًا تاركة الضوء البرتقالي والأحمر فقط، مما يجعل السماء تبدو أكثر قتامة. وحمراء اللون عند غروب الشمس.

إقرأ أيضا : ظاهرة التلوث البيئي : الخطر الذي يهدد كل أشكال الحياة

رجل إستثنائي :

على مر التاريخ، كان الدافع وراء العديد من العلماء هو التطلع إلى فهم كيفية عمل الطبيعة والظواهر الطبيعية.

يُطلق على هذا النهج في العلم اسم “البحث المدفوع بالفضول” و أيضاً  “البحث بلا حدود”.

يعد الفيزيائي الأيرلندي جون تيندل (1820-1893) أحد أفضل الأمثلة على ممارسي هذا الشكل النقي من الاكتشافات.

لقد كان متسلقًا متحمسًا وقضى الكثير من الوَقت في جبال الألب. غالبًا ما كان يأخذ قسطًا من الراحة في المساء حيث أنه كان يراقب غروب الشمس في جبال الألب و مجموعة ألوانها الرائعة.

لهذا السبب فإنه شرع في فهم بعض الظواهر الطبيعية ونجح بذلك في إلهام أجيال من العلماء لإجراء البحوث الأساسية.

إقرأ أيضا : ظاهرة التصحر : ظاهرة تهدد حياة البشر والحيوان والنبات

نظرية جون تيندل :

دفعه فضوله واهتمامه اللامحدود بالطبيعة إلى استكشاف مجموعة واسعة من الموضوعات وجعل العَديد من الاكتشافات أساسية للعلم.

كان هو على سبيل المثال، أول من أوضح أن الغازات الموجودة في الغلاف الجوي تمتص الحرارة بدرجات مختلفه جدًا، وبالتالي اكتشف الأساس الجزيئي لتأثير الاحتباس الحراري.

للعثور على إجابات لأسئلته المختلفة، ابتكر تجارب قام من أجلها ببناء أجهزة مختلفه بعضها متطور للغاية، والتي تتطلب أيضًا فهمًا نظريًا عميقًا ومهارة هائلة.

فعندما أراد أن يعرف لماذا لون السماء أزرق أثناء النهار وعند شروق الشمس وغروبها، كانت الأدوات التي استخدمها لمعرفة الاجابة بسيطة.

لقد وضع أنبوبًا زجاجيًا بسيطًا لمحاكاة السماء واستخدم ضَوءًا أبيض في أحد طرفيه لمحاكاة ضَوء الشمس.

وجد بأنه عندما ملأ الأنبوب تدريجيًا بالدخان، ظهر شعاع الضوء باللون الأزرق من جانب واحد ولكن أحمر من الطرف الآخر.

لقد أدرك أن لون السماء ناتج عن تشتت أشعة الشمس بواسطة جزيئات في الغلاف الجوي العلوي،وهي ظَاهرة طبيعية فيزيائية تعرف الآن باسم “تأثير تيندل“.

إقرأ أيضا : ظاهرة السراب : من أكثر الظواهر المثيرة للفضول على كوكبنا

لماذا لون السماء أزرق :

للإجابة على هذا السؤال لنبدأ بالحديث أولا عن ضَوء الشمس، يتكون ضوء الشمس من جَميع  الوان الطيف أو الوان قوس قزح، لذلك عندما نرى الضوء الأبيض، فإننا في الواقع نرى الضوء من كافة أو جَميع الالوان في نفس الوقت. بالإضافة إلى ذلك، يتصرف الضوء كموجة  أي أن ما يسافر مع الضوء هو اهتزازات سريعة جدًا.

ألوان الضوء المختلفة هي في الواقع موجات ذات أطوال مختلفة. كما يتضح من الرسم، الضوء الأحمر أطول من الضوء البُرتُقاليّ والضوء الأزرق. 

يسافر الضوء في خط مستقيم وبما أن الشمس بعيدة جدًا عن الأرض يمكننا أن نفترض أن أشعة الضوء التي تصل إلينا منها متوازية.

توجد جزيئات صغيرة في الغلاف الجوي للأرض. عندما يصل ضوء الشمس الأرض، تتسبب هذه الجُسَيمات في انحناء ضوء بعض الألوان ويتبعها ضوء من الوان أخرى (كما هو موضح في الرسم). 

لذا فإن الضوء الأطول (الاحمر و البُرتُقاليّ والأصفر والأخضر) ينتقل دون مشاكل، في حين أن الضوء الاقصر (الأزرق والنيلي و البنفسجي) يتبعثر و يغير مساره عند مواجهة هذه الجُسَيمات.

تسمى الظاهرة التي يحدث بها التغيير في اتجاه الضوء بالتشتت. لكن الضوء الاقصر طولًا لا يغير مساره  فقط عندما يصل إلى الغلاف الجوي.

بمجرد دخولها، تستمر في تغيير مسارها بعيدًا وتشتت لأنها تصادف المزيد والمزيد من الجُسَيمات. أخيرًا، ما ندركه هو أن الضوء الأزرق يصل إلينا من العَديد من الجُسَيمات، لأنه قد تشتت من قبل العَديد منها في الغلاف الجَوي للارض (انظر الشكل).

وبما أن أطول ضوء لا يتأثر بجزيئات الغلاف الجوي بقدر ما يصل إلينا مباشرة من الشمس، لذلك تصل أنواع اشعة الضوء الأخضر و الأصفر و البُرتُقاليّ والأحمر دون أن تتشتت في الغلاف الجَوي.

مجموع الضوء الأخضر والأصفر والبرتقالي والأحمر هو ما يجعلنا ندرك الشمس كما لو كانت صفراء. لذا فإن ظَاهرة تشتت الضوء في الغلاف الجَوي لا تجعلنا نرى السماء زرقاء فحسب، بل تتسبب أيضًا في أنّ يكون للشمس لون أصفر بالنسبة لنا ولمجال رؤيتنا.