علوم

يبدو البحر أزرق انعكاسا للون السماء فلماذا تبدو السماء زرقاء؟!

في نهار صيفي مشرق وعلي شاطئ بحيرة ما تجلس بضع ساعات للتأمل والاسترخاء. قد يكون كل ما يجول بخاطرك في وقتها زرقة المياه, لونها ,دفء آشعة الشمس  المنسدلة عليها وصفاء قطعة من السماء ولونها الأزرق ,والتي تبدو وكأنها بحيرة أخري في وسط ما يحفها من غيوم بيضاء , لكن هل يجول في خاطرك للحظة أن تسأل نفسك لماذا تبدو المياة زرقاء رغم انها عديمة اللون ولكن سرعان ما تجيب نفسك , اها حقا انها انعكاس للون السماء …..بالتأكيد سألت هذا السؤال يوما وحصلت علي إجابته بسهولة. لكن مالم تسأله وقد يكون لم يخطر ببالك علي الاطلاق , لماذا تبدو السماء زرقاء هي أيضا ؟!!!!!

C:\Users\smart\Desktop\3dlat.com_25_18_2770_0be953cea8ac3.jpg

لذا أريدك أن تمنحني عزيزي القارئ دقائق فقط من رحلتك التأملية هذه أشرح لك فيها لماذا تبدو السماء هكذا وأعدُ بأن أتركك بعدها تتأمل , لكن هذه المرة سيكون لديك الجواب …

عليَّ أن أُخبرك بحقيقتين مثبتتين أولاً  لتسهل لنا تفسير الجواب فيما بعد ; 

الأولي : لعلك تعلم أن ضوء الشمس أو الضوء الأبيض هذا  يتكون من سبعة ألوان الطيف والتي لا يمكننا رؤيتها إلا بمرور هذا الضوء خلال منشور ليقوم بتحليله الي الوانه الحقيقية وترتيبها طبقا لطولها الموجي كما يبدو هنا حيث تبدأ باللون الأحمر أطولها طول موجي (665-700) نانوميتر, وتنتهي بالازرق والبنفسجي بطول موجي 470 و 400 نانوميتر بالترتيب ..وفيما بينهم برتقالي ,أصفر,أخضر ,نيلي …

C:\Users\smart\Desktop\jug.png

أما المعلومة الثانية: وهي تذكير فقط بما قد تكون درسته من قبل ان للضوء ثلاثة سلوكيات عند سقوطة علي شئ ما ,ينعكس كليا أو ينتشر ,او ينكسر في هذا الوسط الجديد …وبناءا عليه فإن كل شئ يبدو بلون معين تبعا لخصائص المادة التي يتكون منها فعلي سبيل المثال عندما تري قميصاً أحمر فهذا يعني ان جزيئات القماش امتصت كل الأطوال الموجية للضوء وعكست الضوء الأحمر فقط , واذا قررنا رؤية هذا القميص في ضوء أزرق فقط سيبدو باللون الاسود هذا لأن جزيئاته ستمتص الازرق ولا يوجد اي لون احمر(طول موجي معين) لينعكس .فالاشياء السوداء تبدو سوداء لانها تمتص جميع الاطوال الموجية أي جميع الوان الضوء الابيض ولا تعكس شئ ,والاشياء البيضاء تبدو بيضاء لانها تعكس كل الالوان 0…

C:\Users\smart\Desktop\UOW_Red-shirt-and-blue-shorts_Science_Learning_Hub.jpg

وأخيرا إليك تفسير لون السماء بناءا علي ما سبق : عنما يصل ضوء الشمس إلي الغلاف الجوي للأرض فإنه “ينتشر” في كل الاتجاهات  بتأثير جزيئات الغازات في الهواء , ومعدل الانتشار يزداد كلما كان الطول الموجي أقصر , لذا يكون الأزرق أكثر الالوان انتشارا عن أي لون آخر وهو ما يعرف ب انتشار ريليه  Rayleigh scattering”” وهو انتشار انتقائي للضوء بسبب جسيمات صغيرة بالغلاف الجوي لاتزيد عن 0.1 من الطول الموجي للضوء .

كما أن سطح الأرض بمختلف خصائصه يقوم بعكس او تشتت جزء من آشعة الضور الواصلة إليه .كل هذه الانتشارات تعمل علي خلط الألوان ببعضها لذا معظم ما نراه هو ابيض مختلط بهذه الزرقة .

وعلي الرغم من أن انتشار اللون البنفسجي أكبر ب 9.4 مرة من انتشار اللون الأحمر وأن جزيئات الغلاف الجوي تؤدي لانتشار البنفسجي اكثر من الازرق إلا اننا نري السماء بالازرق وليس البنفسجي. وهذا يرجع لسببين أن عين الانسان حساسة للضوء الازرق اكثر منها للبنفسجي , كما أن بعض موجات الضوء البنفسجي تمتص في طبقات الغلاف الجوي العليا…

ماذا عن الالوان الاخري للسماء كالرمادي الغائم او كالاحمر و الاصفر عند غروب الشمس ؟!

الرمادي تتلون به السماء عند وجود سحب كثيفة وهي عبارة عن قطرات من الماء تعكس جميع الالوان فنري ضوء ابيض باهت كأننا تماما نري مصدر ضوئي من خلال ورقة بيضاء غير شفافة بصور كبيرة فنراها مضاءة او رمادية لكننا لا نري الضوء.

C:\Users\smart\Desktop\2.jpg

وعند الغروب تكون الشمس أبعد ظاهريا وبالتالي يمر الضوء عبر مزيد من طبقات الغلاف  للوصول إليك فيكون الكثير من الضوء الأزرق قد انتشر بالفعل ولم يستطع الوصول عبر المسافة الأطول ,فيسمح للضوء الأحمر والأصفر أن تمر وتصل إلي عينيك ( يمكنك تشبيهها بمثال بسيط لتفرض أن الأزرق شخص متسرع (طول موجي قصير ) بينما الأحمر شخص متأني (طول موجي كبير ) عندما يمر كلاهما بمسافة معينة نهارا فإن هذا الشخص المتسرع ينتشر سريعا أي ينتشر اكثر فيبدو اثره واضحا ,,,,أما عندما تطول هذه المسافة قليلا (وقت الغروب ) يكون هذا المتسرع قد استنفذ كل طاقته , وتسنح الفرصة لظهور من تأني بانتشاره ووفر طاقته تعقلا وهو الاحمر والاصفر)…..

C:\Users\smart\Desktop\Sunset_2007-1.jpg

آمل ألا أكون قد أضعت وقتك هذا علي اللاشئ , والآن عد إلي تأملك من جديد وداعب هذا المتسرع الأزرق الذي ينير سمائك , ويضفي علي عطلتك جوا مبهجا , رحلة سعيدة…

المصادر

https://www.sciencelearn.org.nz/resources/47-colours-of-light

https://spaceplace.nasa.gov/blue-sky/en/

https://www.livescience.com/32511-why-is-the-sky-blue.html

آية أحمد
آية أحمد
طالبة بكلية الطب بجامعة طنطا.