يمكن رؤية الشمس ذات اللون البرتقالي أو الأحمر في الصباح الباكر عند الشروق أو في وقت متأخر من المساء عند الغروب . تأخذ الشمس هذه الأشكال الزاهية والجميلة الملهمة بسبب ظاهرة تسمى تشتت رايلي لنفهم كيف يحدث ذلك لابد من معرفة كيف يصل ضوء الشمس الينا وما هو دور الغلاف الجوي في ذلك .
ما هو ضوء الشمس
ضوء الشمس الذي نراه هو نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي المنبعث من الشمس. يُعرف بالضوء المرئي ، يبدو أبيض ولكنه يتكون من ألوان ذات أطوال موجية مختلفة ، مع البنفسجي الذي له أقصر طول موجي ، واللون الأحمر له الأطول. يمكنك رؤية الألوان المختلفة عندما تنظر من خلال منشور أو عندما يظهر قوس قزح في السماء.
ما هو الغلاف الجوي للأرض
يتكون الغلاف الجوي للأرض بشكل أساسي من جزيئات غاز ، ويشكل الأكسجين حوالي 21٪ والنيتروجين حوالي 78٪. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن العثور على جزيئات الماء على شكل قطرات وبلورات ثلجية وبخار وجزيئات مثل الغبار والملوثات والرماد في الغلاف الجوي ، وهو أكثر كثافة بالقرب من الأرض ويقل مع زيادة الارتفاع.
السبب وراء لون الشمس الذي نراه في النهار
عندما يضرب ضوء الشمس جزيئات الغاز ، مثل النيتروجين والأكسجين ، يمر الضوء ذو الأطوال الموجية الأطول ، مثل الأحمر والأصفر والبرتقالي بسهولة ، بينما يتم امتصاص الضوء ذي الأطوال الموجية الأقصر ، مثل الأزرق والبنفسجي ، ثم يتناثر في جميع الاتجاهات بواسطة جزيئات الغاز عندما تنظر إلى السماء أثناء النهار ، يصل هذا الضوء الأزرق والبنفسجي المتناثر إلى عينيك ، ومع ذلك ، فإن العين البشرية أكثر تقبلاً للترددات الزرقاء من الترددات البنفسجية ، لذلك تبدو السماء زرقاء والشمس صفراء .
تُعرف هذه الظاهرة باسم تشتت رايلي. سميت على اسم الفيزيائي البريطاني جون ويليام ستروت ، المعروف أيضًا باسم اللورد رايلي. إلى جانب جعل السماء تبدو زرقاء ، فهي أيضًا السبب وراء ظهور الشمس باللون الأصفر أثناء النهار على الرغم من أن ضوء الشمس أبيض. عندما تكون الشمس عالية في السماء ، يجب أن يقطع الضوء مسافة أقصر عبر الغلاف الجوي. هذا يعني أن معظم الضوء الأصفر والبرتقالي والأحمر يمر عبره بينما تتناثر كمية صغيرة من الضوء الأزرق والأرجواني وإزالتها من المزيج. لذلك تبدو الشمس صفراء بالنسبة لنا هنا على الأرض.
كيف يحدث لون الغروب البرتقالي والاحمر المذهل للشمس
أثناء غروب الشمس وشروقها ، عندما تكون الشمس أقرب إلى الأفق ، يجب أن ينتقل ضوء الشمس عبر مسافة أطول وأكثر من البيئة الكثيفة للوصول إلى عين المراقب و بسبب تشتت رايلي ، فإن معظم الضوء ذي الأطوال الموجية القصيرة - الأزرق والبنفسجي والأخضر - يتناثر عدة مرات ، تاركًا فقط الأضواء ذات الطول الموجي الأطول - الأحمر والبرتقالي والأصفر - لتمريرها مباشرة إلى الراصد و هذا هو السبب في أن الشمس وقت الشروق والغروب تميل إلى اتخاذ درجات مذهلة من الأحمر والبرتقالي والأصفر.
كيف يؤثر الغبار والملوثات على لون الشمس
تؤثر جودة الهواء الذي يجب أن يمر عبره ضوء الشمس أيضًا على لون شروق الشمس وغروبها. تميل جزيئات الغبار والملوثات إلى تخفيف حدة الألوان في السماء وكذلك منع الضوء من الوصول إلى الأرض. لهذا السبب ، تكتسب السماء درجات باهتة من الأحمر والأصفر عندما يكون الهواء مليئًا بالغبار والملوثات. هذا هو السبب في أن شروق الشمس وغروبها في المناطق الريفية وفوق المحيط والصحاري هي أكثر حيوية وجذابة اكثر من المدن والمناطق الحضرية.