لماذا نرى السماء زرقاء ؟

منظر السماء الزرقاء البهية هو من أجمل لوحات الكون المحيط بنا ، ولكن لماذا نرى السماء بهذا اللون وهو ليس بلونها؟ فالسماء في غالبها هي عبارة عن فراغ كبير لا لون له فما الذي يعكس لنا اللون الأزرق منها ؟

نحن نرى السماء زرقاء ، بسبب الطريقة التي يتفاعل فيها الغلاف الجوي مع أشعة الشمس ، يتكون اللون الأبيض (بما في ذلك أشعة الشمس) من مجموعة من الألوان المختلفة ، ويملك كلٌّ من هذه الألوان طول موجة خاصة به.

يمكن أن تحدث العديد من الأشياء عندما يصادف هذا الضوء شيئاً ما في طريقه ، على سبيل المثال إذا مرّ ضوء الشمس عبر مادة شفافة كالماء فإن موجات الضوء سوف تنكسر أو تنحني، وذلك بسبب التغيّرات التي تحصل على سرعة الضوء عندما ينتقل من وسط (الهواء) إلى وسط (الماء).

ولعلك تذكر تجربة الموشور في حصة العلوم من أيام الدراسة والذي كان يقوم بتفكيك الضوء الأبيض إلى الألوان المكوّنة له، وذلك بسبب أطوال الموجات المختلفة والتي تنكسر بزوايا مختلفة عندما تمر عبره حيث أن الألوان تنتقل بسرعات مختلفة .

هناك بعض الأشياء كالمرايا تعكس الضوء بإتجاه واحد  ويمكن لأشياء أخرى أن تسبب تبعثر الضوء في إتجاهات عديدة ، إن زرقة السماء تنتج عن نوعٍ معيّنٍ من التبعثر، يدعى “تبعثر رايلي” والذي يشير إلى تبعثر إنتقائيٍّ قبالة الجسيمات التي لا تشكل أكبر من واحد إلى عشرة من طول الموجات الضوئية.

والأهم من ذلك أنّ تبعثر رايلي يعتمد بشكل كبير على الطول الموجي للضوء، فمع إنخفاض طول الموجة الضوئية سيكون التبعثر والإنتشار في أشده ، وفي الطبقى السفلى من الغلاف الجوي تقوم جزيئات الأوكسجين والنتروجين ببعثرة الموجات الضوئية القصيرة كاللونين الأزرق والبنفسجي إلى درجةً أكبر بكثير من الموجات الضوئية الطويلة كموجات اللونين الأحمر والأصفر ، وفي الواقع يكون تناثر اللون البنفسجي وطول موجته “400 نانو متر” أكبر بـ 9.4 مرات من تناثر الضوء الأحمر الذي يبلغ طول موجته “700 نانو متر”.

وعلى الرغم من أنّ جسيمات الغلاف الجوي تبعثر اللون البنفسجي أكثر من اللون الأزرق “450 نانو متر”، إلا أننا نرى السماء زرقاء وذلك لأنّ أعيننا تكون أكثر حساسيةً للضوء الأزرق ولأنّ بعض الضوء البنفسجي يتمّ إمتصاصه في طبقات الغلاف الجوي العليا.

والذي يجعلنا أن نرى ألوانا أخرى أثناء شروق الشمس أو غروبها هو أن أشعة الشمس تمر عبر الغلاف الجوي كي تصل إلى عينيك ويتم بعثرة المزيد من الأضواء الزرقاء والبنفجسية، مما يسمح باللونين الأصفر والأحمر بأن يتألقا من خلالهما .