براي درك بيشتر اين موضوع به عكس 1 نگاه كنيد. توجه داشته باشيد كه اين دو آدم، يكي خورشيد را در حال غروب ميبيند و ديگري خورشيد را در بالاي آسمان مشاهده ميكند.
نور سفيد خورشيد مخلوطي از همهي رنگهاي تشكيل دهندهي رنگين كمان است. اين موضوع توسط ايزاك نيوتون نشان داده شده بود. او با استفاده از منشور توانست رنگهاي مختلف را جدا كند و يك طيف تشكيل دهد. رنگها به وسيلهي طول موجهاي مختلفشان از هم تشخيص داده ميشوند. بخش مرئي طيف در گسترهي نور قرمز با طول موج در حدود 720نانومتر، تا بنفش با طول موج 380نانومتر است؛ و رنگهاي نارنجي، زرد، سبز، آبي و نيلي ما بين نور قرمز و بنفش قرار دارند. در شبكيهي چشم انسان سه نوع مختلف از دريافتكنندههاي رنگي وجود دارد، كه نسبت به طول موجهاي قرمز، سبز و آبي به شدت واكنش نشان ميدهند. و در اصل باعث بينايي رنگي چشم ما ميشوند.
اثر تين دال (effect tyndall)
گامهاي ابتدايي براي توصيف رنگهاي آسمان به وسيلهي Jahn Tyndall در سال 1859 برداشته شد. او كشف كرد كه وقتي نور از ميان سطح شارهي شفاف (خالص) عبور ميكند، ذرات ريز معلق در شاره، طول موجهاي آبي را بيشتر از طول موج قرمز پخش ميكنند. اين مطلب را ميتوان به وسيلهي تابش پرتو نور سفيد به مخزن آبي كه كمي شير يا صابون در آن مخلوط شده نشان داد. از يك طرف مخزن، پرتو به صورت رنگ آبي كه منتشر ميكند ديده ميشود، اما بعد از اينكه پرتو مستقيما از ميان مخزن عبور كرد، در انتهاي آن قرمز ديده ميشود.
همچنين با استفاده از يك صافي قطبيده شده (پلاريزه شده) ميتوان نور پخش شده را به صورت قطبيده درآورد. مثالي براي اين موضوع زماني است كه از عينك آفتابي استفاده ميكنيم. كه در اين صورت آسمان آبي پررنگتر به نظر مي رسد.
اين پديده به اثر تين دال شهرت دارد. اما اين موضوع نزد فيزيكدانان به انتشار Ray Leigh معروف است. چرا كه Lord Ray Leigh بر روي جزئيات اين مطلب (رنگ آسمان) در سالهاي بعد بيشتر مطالعه كرد. او نشان داد كه نور منتشر شده رابطهي معكوس با توان چهارم طول موج براي ذرات ريز دارد، كه اين مطلب حاكي از آن است كه نور آبي بيشتر از نور قرمز با عاملي در حدود 10= 4^400/700) پخش مي شود. (700 مربوط به طول موج نور قرمز و 400 مربوط به طول موج نور بنفش است.)
گرد و غبار يا ذرات معلق ؟
Tyndall و Ray Leigh تصور ميكردند كه عامل اصلي رنگ آبي آسمان ذرات ريز گرد و غبار و قطرات كوچك آب موجود در جو است. حتي امروزه مردم گاهي به اشتباه رنگ آبي آسمان را به خاطر اين دليل ميدانند.
دانشمندان بعدها پي بردند كه اگر اين موضوع صحت داشت، ميبايستي شاهد تغيير رنگ آسمان در شرايط مرطوب يا غبارآلود باشيم. در نتيجه آنها به درستي فرض كردند كه علت اين پاشندگي وجود اكسيژن و نيتروژن در هوا براي پراكندگي به حساب ميآيد. اين موضوع در نهايت به وسيلهي انيشتين در سال 1911 كه فرمولهاي مفصلي براي پاشندگي نور از مولكولها پيدا كرده بود به اثبات رسيد. او حتي با مقايسه و آزمايش توانست اثبات محكمتري از عدد آووگادرو ارائه دهد. مولكولها توانايي پخش نور را داند، زيرا ميدان الكترومغناطيسي نور، موجي به صورت دو قطبي الكتريكي لحظهاي القا ميكند.
چرا آسمان بنفش نيست؟
اگر طول موجهاي كوتاهتر با شدت بيشتري پراكنده ميشوند، اين مساله مطرح ميشود كه چرا رنگ آسمان بنفش نيست؟ (يعني رنگي با كوتاهترين طول موج مرئي)
در عكس شمارهي 3 ميتوانيد شكل طول موجهاي آبي، سبز و قرمز را مشاهده كنيد.
طيف نور گسيل شده از خورشيد در تمام طول موجها پيوسته نيست و توسط اتمسفرِ بالايي جذب ميشود. بنابر اين بنفش كمتري در نور وجود دارد. همچنين چشمهاي ما حساسيت كمتري به آن رنگها دارند. ادامهي پاسخ به اين مساله به عملكرد بينايي ما مربوط است.
در شبكيهي چشم ما سه نوع از دريافت كنندههاي حساس به نور يا سلول مخروطي وجود دارد. اين دريافت كنندهها به سه نور قرمز، آبي و سبز حساس هستند. هنگامي كه آنها به نسبتهاي مختلف تحريك ميشوند، سيستم بينايي ما رنگهايي كه ميبينيم را ميسازد.
هنگامي كه به آسمان نگاه ميكنيم سلولهاي مخروطي به تعداد كمي از نور قرمز پراكنده شده وهمچنين با شدت كمتري به طول موجهاي نارنجي و زرد حساسيت نشان ميدهند. سلولهاي مخروطي سبز به طول موج زرد به ميزان كمتري نسبت به طول موجهاي سبز و فيروزهاي پراكنده شده، واكنش ميدهند. سلولهاي مخروطي آبي توسط رنگهايي نزديك به طول موجهاي آبي كه با شدت زيادي پراكنده شدهاند تحريك ميشوند. در صورت عدم وجود بنفش و نيلي در طيف، آسمان به رنگ آبي همراه با مخلوطي از سبز به نظر ميرسيد. ولي طول موجهاي بنفش و نيلي كه شديدترين پراكندگي را دارند سلولهاي مخروطي قرمز را تقريبا هماننند سلولهاي مخروطي آبي تحريك ميكنند. بدين علت است كه اين رنگها با افزايش كمي رنگ قرمز، آبي به نظر ميرسند. اثر كلي اين است كه سلولهاي مخروطي قرمز و سبز تقريبا به طور يكسان توسط نور آسمان تحريك ميشوند. اين در حالي است كه چون آبي شديدتر تحريك ميشود، عامل آبي بودن آسمان به حساب ميآيد.
غروب
زماني كه هوا صاف است، غروب به رنگ زرد پديدار خواهد شد. زيرا نور مسافت طولاني را در هوا پيموده و نور آبي به اطراف پراكنده شده است. اگر هوا با ذرات ريز آلوده باشد، غروب قرمزتر خواهد بود. همچنين در كنار دريا غروب ممكن است به علت ذرات نمك در هوا نارنجي باشد. كه اين امر نتيجهي اثر پراكندگي تين دال است.
هنگامي كه نور مستقيما از خورشيد ميآيد آسمان اطراف خورشيد قرمز به نظر ميرسد. اين امر بدان علت است كه تمام نور با تقريب درستي در ميان زاويهي كوچكي پخش شده است. چرا كه نور آبي در فاصلهاي تقريبا دو برابر يا فاصلهاي بيشتر از رنگهاي قرمز و زرد و نارنجي پراكنده ميشوند.
در عكس شمارهي 4ميتوانيد غروب رنگي را در آسمان Firth of Forth در لندن ببينيد.
مه آبي و ماه آبي
ابرها و مه غليظ سفيد به نظر ميرسند. زيرا آنها از ذراتي بزرگتر از طول موج نور مرئي تشكيل شدهاند. و تمامي طول موجها را به طور يكسان پخش ميكنند. گاهي اوقات ممكن است ذرات بسيار كوچك ديگري در هوا باشند. بعضي از نواحي كوهستاني به واسطهي غبار آبي رنگشان مشهورند. كربن C10H16موجود در جو زمين به واسطهي واكنشهاي آبي با اوزون (O3) درون جو ذرات ريزي با پهنايي حدود 200 نانومتر تشكيل ميدهند كه نور آبي را پخش ميكنند. گاهي اوقات ممكن است كه آتش يك جنگل يا فوران يك آتشفشان جو زمين را با ذرات ريزي با طول موج 500-800 نانومتر بپوشانند. كه اندازهي مناسبي براي پخش نور قرمز است. اين امر خلاف اثر معمول تين دال است و ممكن است باعث شود كه ما فكر كنيم كه ماه كمي آبي رنگ است. چرا كه نور قرمز به خارج از محدودهي ديد ما پخش شده است. پديدهي آبي بودن رنگ ماه امري بسيار نادر و كمياب است.
در عكس شمارهي 2، مه آبي رنگ كوهستانهاي Les Vosges در فرانسه مشاهده ميكنيد.
چرا آسمان مريخ قرمز است؟
تصاوير فرستاده شده توسط وايكينگ از مريخ در سال 1977 آسمان قرمزي را كه بر روي سطح مريخ به نظر ميآيد، نشان داده است. اين به واسطهي بالا آمدن غبارهاي فراوان آهن غني شدهاي است كه در اثر طوفانهايي، هر چند مدت در مريخ اتفاق ميافتد.
رنگ آسمان مريخ مطابق شرايط آب و هوايي تغيير ميكند. وقتي كه طوفانهاي اخير وجود نداشته باشد، بايد رنگ آن آبي باشد. اما به علت اينكه فضاي (جو) موجود در مريخ رقيق است، تيرهتر از اوقات
روز كرهي زمين خواهد بود.
براي ديدن عکس مربوط به اين سوال به آدرس [External Link Removed for Guests]۹۸۳&Big=۱&Id=۲۶۹۲۱۶ مراجعه کنيد/.
دوستان لینک تصویر برای من کار نکرد.منبع این مقاله [External Link Removed for Guests]
شکایتی دارید به این سایت برید
