عن العربي
اتصل بنا
قصص على الهواء
ما سبب زرقة السماء؟
لو نظرنا للأعلى نحو السماء لوجدناها زرقاء اللون, لابد أنك تتساءل لماذا هي زرقاء? لماذا هي ليست خضراء أو حمراء أو صفراء أو أي لون آخر?
السبب أنّ الضوء الآتي من الشمس إلى الأرض يبدو لنا أبيض, ولكنه في الحقيقة خليط من ألوان مختلفة هي ألوان قوس قزح التي يقع اللون الأحمر أعلاها والأزرق والبنفسجي أدناها, والسبب في هذا الترتيب, أي الأحمر للأعلى والأزرق والبنفسجي في الأسفل, هو أنَّ اللون الأحمر ينتقل داخل قطرات المطر بموجات طويلة وبطيئة, بينما ينتقل الأزرق بموجات أقصر وأسرع.
نعود الآن إلى السؤال: لماذا تبدو لنا السماء زرقاء اللون? الجواب هو أنه عند وصول ضوء الشمس إلى طبقات الجو يمر بجزيئات الهواء التي أغلبها أكسجين ونيتروجين, فتقوم هذه الجزيئات بامتصاص طاقة الضوء الأزرق أكثر من طاقة الضوء الأحمر. وتخرج طاقة الضوء الأزرق من جزيئات الجو متشتتة في جميع الاتجاهات, فنراها على كل السماء; ولهذا تبدو السماء لنا زرقاء اللون.
بينما الموجات الأطول مثل الأحمر والبرتقالي والأصفر لا تُمتصْ بمقدار عالٍ من قبل تلك الجزيئات, فتنجح في الإفلات منها والسير بخطوط مستقيمة باتجاه واحد من الشمس إلى الجو ثم إلى العين, ولهذا تبدو الشمس لنا صفراء اللون.
وهنا يبرز سؤال مهم جداً, وهو أنَّ اللون البنفسجي يسير بموجات أقصر من موجات اللون الأزرق, فلماذا لا تبدو لنا السماء بنفسجية بدل كونها زرقاء اللون? هناك أسباب عدة لذلك, أهمها:
- أنّ الشمس تبعث ضوءاً بنفسجياً أقل من الضوء الأزرق.
- أنّ العين البشرية حسّاسة للّون الأزرق أكثر من اللّون البنفسجي.
- أنّ الضوء المتشتت في أعالي الغلاف الجوي, والذي يمنح السماء لونها الأزرق, هو في واقعه أزرق محاط بقليل من اللون البنفسجي على أحد جهتيه, وقليل من اللون الأخضر على الجهة الأخرى, فيقوم الأخضر والبنفسجي بإلغاء أحدهما الآخر, فلا يبقى إلا الأزرق لنراه.
ويمكنك أن تقوم في البيت بتجربة بسيطة جداً تبين لك أن الضوء الأزرق يتشتت بجميع الاتجاهات. خذ قدحاً وضع فيه كمية كافية من الماء وأضف إليه ملعقتين كبيرتين من الحليب. أظلم الغرفة بإطفاء النور وإسدال الستائر وسلِّط على جانب قدح الماء الحليبي ضوءاً شديداً من نوع LED (أي الدايود الباعث للضوء). انظر إلى القدح من الأعلى ستجد أنَّ ما تراه هو ضوء مزرقّ اللون. انظر إلى الضوء الخارج من جانب القدح سترى أنه محمر (يميل لونه للأحمر), لأنه لا يحوي اللون الأزرق الذي تشتت إلى جميع الاتجاهات.
كلمات مهمة
الموجة: هناك كميات في الفيزياء عندما تتحرك على خط الزمن لا تبقى قيمتها ثابتة مع تغير الزمن, وإنما تتغير قيمتها صعوداً ونزولاً بين قيمتين إحداهما موجبة والأخرى سالبة. نسمي هكذا حركة ب قوس قزح: هو قوس من الألوان يظهر عصراً أثناء أو بعد نزول المطر. وكلمة قزح تعني «ألوان» باللغة العربية. وبهذا يكون معنى قوس قزح هو قوس الألوان.
انكسار أشعة الضوء: عندما يسقط ضوء على سطح أملس أو ناعم وثابت لا يتحرك, فإنه ينعكس عن هذا السطح باتجاه محدد واحد.
تشتت أشعة الضوء: عندما يسقط ضوء على سطح غير أملس أو ناعم ومتحرك فإنه ينعكس عن هذا السطح باتجاهات مختلفة غير محددة, فيقال إن الضوء تشتت ولا يقال انعكس.
حساسية العين للألوان: يوجد في شبكية العين (وهي الطبقة التي تبطّن كرة العين من الداخل) ملايين من النقاط البروتينية كل منها بشكل مخروط, بعضها يتحسس اللون الأحمر وبعضها يتحسس اللون الأخضر وبعضها يتحسس اللون الأزرق.
LED: هناك مواد من أشباه الموصلات إذا مرَّ فيها تيار كهربائي ينبعثُ منها ضوء, ويسميها العلماء «الدايود» أو الثنائي الباعث للضوء.