جدول المحتويات
| ظاهرة التشتت: سرّ ألوان السماء |
| العوامل المؤثرة في ظاهرة التشتت |
| كيف يحدث التشتت الضوئي؟ |
| المراجع |
ظاهرة التشتت: سرّ ألوان السماء
تتبدل ألوان السماء بشكل ساحر خلال اليوم، من الأزرق النقي في النهار إلى درجات الأحمر والبرتقالي الرائعة عند شروق الشمس وغروبها. يُعزى هذا التغير الرائع إلى ظاهرة فيزيائية تُعرف بـ”التشتت” (Scattering). اكتشف العالم ستيفن أكرمان من جامعة ماديسون في واشنطن هذه الظاهرة، مُساهماً في تفسير العديد من الظواهر الكونية.
تتكون هذه الظاهرة من تشتت موجات الضوء الصادرة من الشمس في اتجاهات مختلفة عند اختراقها الغلاف الجوي. تتفاعل هذه الموجات مع جسيمات الغلاف الجوي كالجزيئات والغبار، مما يُسبب تناثرها وتشتتها في كافة الاتجاهات.
العوامل المؤثرة في ظاهرة التشتت
يعتمد تغير لون السماء على عاملين أساسيين:
- الطول الموجي للضوء: تتشتت الأمواج الضوئية ذات الأطوال الموجية القصيرة، مثل الأزرق والبنفسجي، بشكل أكبر من الأمواج ذات الأطوال الموجية الطويلة، مثل الأحمر. لهذا السبب، نرى السماء زرقاء في النهار، حيث تكون الشمس عالية في السماء. أما عند الغروب والشروق، فتميل الألوان الطويلة الموجية إلى السطوع لأنها تتعرض لتشتت أقل.
- حجم الجسيمات في الغلاف الجوي: حجم الجسيمات التي تصطدم بها أشعة الشمس يؤثر بشكل كبير على كمية الضوء المتشتت و بالتالي اللون الظاهر.
كيف يحدث التشتت الضوئي؟
تبعث الشمس ضوءًا أبيض يتكون من جميع ألوان الطيف. عندما تخترق هذه الأشعة الغلاف الجوي للأرض، فإنها تصطدم بجزيئات الغلاف الجوي، مثل غازات الأكسجين والنيتروجين، بالإضافة إلى جسيمات الغبار وقطرات الماء. هذا الاصطدام يُسبب ظاهرة انكسار الضوء، مما ينتج عنه تشتت ألوان الطيف المختلفة.
خلال النهار، عندما تكون الشمس عالية في السماء، يمر الضوء عبر طبقة رقيقة نسبيًا من الغلاف الجوي، ويتشتت اللون الأزرق بشكل أكبر، مما يجعل السماء تبدو زرقاء. أما عند الغروب والشروق، تمر الأشعة الشمسية عبر مسافة أطول في الغلاف الجوي، مما يسمح للألوان ذات الأطوال الموجية الأطول، كاللون الأحمر والبرتقالي، بالمرور دون تشتت كبير، وبذلك نرى هذه الألوان الرائعة.
يُعتبر اللون الأحمر هو صاحب أطول طول موجي، بينما الأزرق والبنفسجي هما الأقصر. في الأيام الصافية، يكون اللون الأزرق أكثر وضوحًا لأنه الأكثر سطوعًا بين الألوان الأخرى المتشتتة.
