این پرسش که چرا آسمان آبی است، شاید در نگاه اول ساده به نظر برسد، اما پاسخی پیچیده‌تر از آنچه تصور می‌کنید دارد. برای درک این پدیده، باید به دنیای فیزیک و شیمی و چگونگی تعامل نور با ذرات موجود در جو زمین سفر کنیم. رنگ هر چیزی که می‌بینیم، حاصل فرآیندهای گوناگونی است که برخی از آن‌ها با قوانین فیزیک و برخی دیگر با اصول شیمی توضیح داده می‌شوند.
هوایی که تنفس می‌کنیم، عمدتا از گازهای نیتروژن و اکسیژن تشکیل شده است. این گازها از ذرات بسیار ریزی به نام مولکول ساخته شده‌اند. ابعاد یک مولکول نیتروژن یا اکسیژن بسیار کوچک است؛ حدود ۰.۴ نانومتر یا ۱۶ میلیاردم اینچ. برای درک بهتر این اندازه، تصور کنید که ۲۵۰ هزار مولکول نیتروژن در کنار هم قرار بگیرند تا عرض آن‌ها به اندازه یک تار موی انسان شود. می‌توان مولکول‌ها را مانند توپ‌های بسیار ریزی در نظر گرفت که دائماً در حال حرکت و برخورد با یکدیگر هستند.
برخورد نور با مولکول‌ها: پدیده‌ای به نام پراکندگی
هنگامی که نور خورشید از جو زمین عبور می‌کند، با تعداد بی‌شماری از مولکول‌های نیتروژن و اکسیژن برخورد می‌کند. گاهی اوقات، پرتوهای نور مستقیما به یکی از این مولکول‌ها اصابت می‌کنند. اینجاست که پدیده‌ای به نام پراکندگی رخ می‌دهد. به طور خلاصه، آسمان به این دلیل آبی به نظر می‌رسد که نور آبی خورشید، نسبت به سایر رنگ‌های نور، احتمال بیشتری برای پراکنده شدن توسط مولکول‌های جو دارد.
برای تجسم بهتر این پدیده، مولکول‌های نیتروژن و اکسیژن را به صورت توپ‌های تنیس و نور خورشید را به شکل دسته‌ای از تیله در نظر بگیرید. وقتی یکی از این تیله‌ها (پرتو نور) به یک توپ تنیس (مولکول) برخورد می‌کند، توپ تنیس، تیله را دریافت کرده و سپس با سرعت زیاد و در جهتی تصادفی آن را پرتاب می‌کند. این همان فرآیندی است که فیزیکدانان آن را پراکندگی می‌نامند.
پراکندگی ریلی: کشف راز آبی آسمان
در حدود سال ۱۸۷۰ میلادی، فیزیکدان بریتانیایی، جان ویلیام استروت، معروف به لرد رایلی، برای اولین بار توضیحی علمی برای آبی بودن آسمان ارائه داد. او کشف کرد که نور آبی خورشید هنگام عبور از جو، بیشترین میزان پراکندگی را دارد. به پاس این کشف مهم، این پدیده به نام او، پراکندگی ریلی نامیده می‌شود.
گازهای دیگری نیز در جو زمین وجود دارند که می‌توانند تأثیرات مهمی داشته باشند، مانند تأثیر دی‌اکسید کربن یا متان بر آب و هوای جهانی. اما این گازها تأثیر بسیار کمی بر رنگ آسمان دارند. اگر پدیده پراکندگی وجود نداشت، آسمان مانند سطح ماه که فاقد جو است، تاریک و سیاه به نظر می‌رسید.
رنگین‌کمان: طیف مرئی نور خورشید
رنگین‌کمان نمایانگر تمام اجزای مختلف تشکیل‌دهنده نور خورشید است. هنگامی که نور خورشید از قطرات آب معلق در هوا عبور می‌کند، به رنگ‌های تشکیل‌دهنده‌اش تجزیه می‌شود که به آن طیف مرئی می‌گویند. این طیف شامل رنگ‌های قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی، نیلی و بنفش است که به اختصار ROY G. BIV نیز نامیده می‌شود.
نور در انتهای آبی رنگین‌کمان، به طور مؤثرتری نسبت به سایر رنگ‌ها پراکنده می‌شود. به عبارت دیگر، مولکول‌های هوا گویی در انتخاب تیله‌ها (رنگ‌های نور) بسیار گزینشی عمل می‌کنند و رنگ آبی را به سایر رنگ‌ها ترجیح می‌دهند. نتیجه این پدیده، پراکنده شدن نور آبی در سراسر آسمان است و به همین دلیل در روزهای آفتابی، آسمان را آبی می‌بینیم. بقیه رنگ‌ها عمدتا به صورت مستقیم در جو حرکت می‌کنند.
قرمز شدن آسمان هنگام طلوع و غروب خورشید
البته آسمان همیشه آبی نیست. پدیده پراکندگی ریلی همچنین توضیح می‌دهد که چرا هنگام طلوع و غروب خورشید، زمانی که خورشید نزدیک به افق است، آسمان به رنگ قرمز متمایل می‌شود. هنگامی که خورشید نزدیک به افق است، نور آن برای رسیدن به سطح زمین، مسافت بیشتری را در جو طی می‌کند نسبت به زمانی که مستقیماً بالای سر ما قرار دارد. در این حالت، نور آبی و سبز آنقدر پراکنده شده‌اند که به سختی دیده می‌شوند. در عوض، آسمان با نور قرمز و نارنجی رنگ‌آمیزی می‌شود.
رنگ‌ها از جنبه‌های مختلف برای ما بسیار مهم هستند. درک علم پشت رنگ‌ها و بیان خود از طریق هنر با استفاده از رنگ‌ها، برای انسان در طول تاریخ ثبت شده‌اش اهمیت داشته است. حتی انتخاب رنگ لباسی که هر روز می‌پوشیم، نشان از همین اهمیت دارد.
__ تکنو دات مرجع اخبار تکنولوژی __
