จุดเด่นประการหนึ่งของบุคคลคือความอยากรู้อยากเห็น ตอนเด็กๆ ทุกคนน่าจะเป็นทุกคนเมื่อมองดูท้องฟ้าแล้วสงสัยว่า: "ทำไมท้องฟ้าถึงเป็นสีฟ้า" ปรากฎว่าคำตอบสำหรับคำถามที่ดูเหมือนง่าย ๆ นั้นจำเป็นต้องมีฐานความรู้ในสาขาฟิสิกส์ ดังนั้นผู้ปกครองทุกคนจะไม่สามารถอธิบายเหตุผลของปรากฏการณ์นี้ให้ลูกฟังได้อย่างถูกต้อง

ลองพิจารณาปัญหานี้จากมุมมองทางวิทยาศาสตร์

ช่วงความยาวคลื่นของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าครอบคลุมสเปกตรัมเกือบทั้งหมดของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งรวมถึงรังสีที่มนุษย์มองเห็นด้วย ภาพด้านล่างแสดงการพึ่งพาความเข้มของรังสีดวงอาทิตย์ต่อความยาวคลื่นของรังสีนี้

จากการวิเคราะห์ภาพนี้ เราสามารถสังเกตได้ว่ารังสีที่มองเห็นนั้นแสดงด้วยความเข้มที่ไม่สม่ำเสมอสำหรับการแผ่รังสีที่ความยาวคลื่นต่างกัน ดังนั้น รังสีที่มองเห็นจึงมีส่วนช่วยค่อนข้างน้อย สีม่วงและที่ใหญ่ที่สุดคือสีน้ำเงินและสีเขียว

ทำไมท้องฟ้าถึงเป็นสีฟ้า?

ก่อนอื่น คำถามนี้เกิดจากข้อเท็จจริงที่ว่าอากาศเป็นก๊าซไม่มีสี และไม่ควรปล่อยแสงสีน้ำเงิน แน่นอนว่าสาเหตุของการแผ่รังสีดังกล่าวคือดาวฤกษ์ของเรา

ดังที่คุณทราบ จริงๆ แล้วแสงสีขาวคือการรวมกันของรังสีจากทุกสีในสเปกตรัมที่มองเห็นได้ การใช้ปริซึมทำให้แสงสามารถแยกออกเป็นสีต่างๆ ได้อย่างชัดเจน มีผลคล้ายกันปรากฏบนท้องฟ้าหลังฝนตกและเกิดเป็นสายรุ้ง เมื่อแสงอาทิตย์ส่องเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของโลก ก็เริ่มกระจาย กล่าวคือ รังสีจะเปลี่ยนทิศทาง อย่างไรก็ตามลักษณะเฉพาะขององค์ประกอบของอากาศก็คือเมื่อมีแสงเข้ามาจะมีการแผ่รังสีด้วย ความยาวสั้นคลื่นจะกระจัดกระจายแรงกว่ารังสีคลื่นยาว ดังนั้น เมื่อคำนึงถึงสเปกตรัมที่ปรากฎก่อนหน้านี้ คุณจะเห็นว่าแสงสีแดงและสีส้มจะไม่เปลี่ยนวิถีเมื่อผ่านอากาศ ในขณะที่รังสีสีม่วงและสีน้ำเงินจะเปลี่ยนทิศทางอย่างเห็นได้ชัด ด้วยเหตุนี้ แสงคลื่นสั้น "พเนจร" จึงปรากฏขึ้นในอากาศ ซึ่งกระจัดกระจายอยู่ตลอดเวลาในสภาพแวดล้อมนี้ จากปรากฏการณ์ที่อธิบายไว้ ดูเหมือนว่าการแผ่รังสีคลื่นสั้นในสเปกตรัมที่มองเห็นได้ (สีม่วง ฟ้า คราม) ดูเหมือนจะแผ่ออกมาจากทุกจุดในท้องฟ้า

ความจริงที่รู้จักกันดีของการรับรู้รังสีก็คือ ดวงตาของมนุษย์สามารถจับ มองเห็น รังสีได้ก็ต่อเมื่อมันเข้าสู่ดวงตาโดยตรงเท่านั้น จากนั้น เมื่อมองดูท้องฟ้า คุณมักจะเห็นเฉดสีของรังสีที่มองเห็นได้ ซึ่งมีความยาวคลื่นสั้นที่สุด เนื่องจากรังสีนี้สามารถกระเจิงในอากาศได้ดีที่สุด

ทำไมคุณจึงไม่เห็นสีแดงชัดเจนเมื่อมองดวงอาทิตย์? ประการแรก ไม่น่าเป็นไปได้ที่บุคคลจะสามารถตรวจสอบดวงอาทิตย์ได้อย่างรอบคอบ เนื่องจากการแผ่รังสีที่รุนแรงสามารถทำลายอวัยวะที่มองเห็นได้ ประการที่สอง แม้ว่าปรากฏการณ์ดังกล่าวจะเกิดขึ้น เช่น การกระเจิงของแสงในอากาศ แต่แสงส่วนใหญ่ที่ดวงอาทิตย์ปล่อยออกมาก็มาถึงพื้นผิวโลกโดยไม่กระจัดกระจาย ดังนั้นสีทั้งหมดของสเปกตรัมรังสีที่มองเห็นจึงถูกนำมารวมกันทำให้เกิดแสงที่มีสีขาวเด่นชัดยิ่งขึ้น

ลองกลับไปสู่แสงที่กระจัดกระจายในอากาศ สีที่เราได้กำหนดไว้แล้วควรมีความยาวคลื่นสั้นที่สุด ในบรรดารังสีที่มองเห็นได้ สีม่วงมีความยาวคลื่นสั้นที่สุด รองลงมาคือสีน้ำเงิน และมีความยาวคลื่นยาวกว่าเล็กน้อย สีฟ้า- เมื่อพิจารณาถึงความเข้มที่ไม่สม่ำเสมอของรังสีของดวงอาทิตย์ จะเห็นได้อย่างชัดเจนว่าการมีส่วนร่วมของสีม่วงนั้นมีน้อยมาก ดังนั้น การแผ่รังสีที่กระจายโดยอากาศมากที่สุดจึงมาจากสีน้ำเงิน ตามด้วยสีน้ำเงิน

ทำไมพระอาทิตย์ตกถึงเป็นสีแดง?

ในกรณีที่ดวงอาทิตย์ซ่อนตัวอยู่หลังเส้นขอบฟ้า เราสามารถสังเกตการแผ่รังสีคลื่นยาวสีแดงส้มได้เช่นเดียวกัน ในกรณีนี้ แสงจากดวงอาทิตย์จะต้องเดินทางในชั้นบรรยากาศของโลกในระยะทางที่ไกลกว่าอย่างเห็นได้ชัดก่อนที่จะถึงดวงตาของผู้สังเกตการณ์ เมื่อถึงจุดที่รังสีของดวงอาทิตย์เริ่มมีปฏิสัมพันธ์กับบรรยากาศ สีฟ้าและสีน้ำเงินจะเด่นชัดที่สุด อย่างไรก็ตาม ด้วยระยะทาง รังสีคลื่นสั้นจะสูญเสียความเข้มเนื่องจากมีการกระจัดกระจายไปอย่างมากตามทาง ในขณะที่การแผ่รังสีคลื่นยาวสามารถครอบคลุมระยะทางไกลเช่นนี้ได้อย่างดีเยี่ยม นั่นเป็นสาเหตุที่ดวงอาทิตย์เป็นสีแดงเมื่อพระอาทิตย์ตก

ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น แม้ว่ารังสีคลื่นยาวจะกระจัดกระจายในอากาศเพียงเล็กน้อย แต่การกระเจิงยังคงเกิดขึ้น ดังนั้น เมื่ออยู่บนขอบฟ้า ดวงอาทิตย์จึงปล่อยแสง ซึ่งมีเพียงการแผ่รังสีของเฉดสีแดงส้มเท่านั้นที่มาถึงผู้สังเกต ซึ่งมีเวลาพอสมควรที่จะกระจายไปในชั้นบรรยากาศ ก่อตัวเป็นแสง "พเนจร" ที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ สีหลังทำให้ท้องฟ้ามีเฉดสีแดงและส้มที่แตกต่างกัน

ทำไมเมฆถึงเป็นสีขาว?

เมื่อพูดถึงเมฆ เรารู้ว่าพวกมันประกอบด้วยหยดของเหลวขนาดเล็กมากที่กระจายแสงที่มองเห็นได้เกือบสม่ำเสมอ โดยไม่คำนึงถึงความยาวคลื่นของรังสี จากนั้นแสงที่กระเจิงซึ่งพุ่งไปทุกทิศทางจากหยดนั้น ก็กระจายไปยังหยดอื่นๆ อีกครั้ง ในกรณีนี้ การรวมกันของการแผ่รังสีของความยาวคลื่นทั้งหมดจะยังคงอยู่ และเมฆจะ "เรืองแสง" (สะท้อน) เป็นสีขาว

หากสภาพอากาศมีเมฆมาก รังสีดวงอาทิตย์จะส่องถึงพื้นผิวโลกเพียงเล็กน้อย ในกรณีเมฆก้อนใหญ่หรือเป็นจำนวนมาก แสงแดดบางส่วนจะถูกดูดซับ ทำให้ท้องฟ้ามืดลงจนกลายเป็นสีเทา

ถ้าโลกของเราไม่ได้หมุนรอบดวงอาทิตย์และแบนราบอย่างแน่นอน เทห์ฟากฟ้าย่อมอยู่ในจุดสุดยอดเสมอ และไม่ขยับไปไหน ไม่มีพระอาทิตย์ตก ไม่มีรุ่งเช้า ไม่มีชีวิต โชคดีที่เรามีโอกาสชมพระอาทิตย์ขึ้นและตก ดังนั้นชีวิตบนโลกจึงดำเนินต่อไป

โลกเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์และแกนของมันอย่างไม่รู้จักเหน็ดเหนื่อย และวันละครั้ง (ยกเว้นละติจูดขั้วโลก) จานสุริยะจะปรากฏขึ้นและหายไปเลยขอบฟ้า ถือเป็นจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของเวลากลางวัน ดังนั้นในทางดาราศาสตร์ พระอาทิตย์ขึ้นและพระอาทิตย์ตกจึงเป็นเวลาที่จุดสูงสุดของจานสุริยะปรากฏหรือหายไปเหนือขอบฟ้า

ในทางกลับกันช่วงเวลาก่อนพระอาทิตย์ขึ้นหรือตกเรียกว่าพลบค่ำ: จานสุริยะตั้งอยู่ไม่ไกลจากขอบฟ้าดังนั้นรังสีบางส่วนที่เข้าสู่ชั้นบนของชั้นบรรยากาศจึงสะท้อนจากมันไปยังพื้นผิวโลก ระยะเวลาของพลบค่ำก่อนพระอาทิตย์ขึ้นหรือพระอาทิตย์ตกขึ้นอยู่กับละติจูดโดยตรง: ที่ขั้วโลกจะใช้เวลา 2 ถึง 3 สัปดาห์ในเขตขั้วโลก - หลายชั่วโมงในละติจูดพอสมควร - ประมาณสองชั่วโมง แต่ที่เส้นศูนย์สูตร ช่วงเวลาก่อนพระอาทิตย์ขึ้นคือ 20 ถึง 25 นาที

ในช่วงพระอาทิตย์ขึ้นและพระอาทิตย์ตก เอฟเฟกต์แสงบางอย่างจะถูกสร้างขึ้นเมื่อรังสีของดวงอาทิตย์ส่องลงบนพื้นผิวโลกและท้องฟ้า โดยให้สีเหล่านั้นเป็นโทนสีหลากสี ก่อนพระอาทิตย์ขึ้น ในยามรุ่งสาง สีต่างๆ จะมีเฉดสีที่ละเอียดอ่อนกว่า ในขณะที่พระอาทิตย์ตกจะทำให้โลกสว่างไสวด้วยรังสีสีแดง เบอร์กันดี เหลือง สีส้ม และเขียวน้อยมาก

พระอาทิตย์ตกมีความเข้มของสีมากเนื่องจากในระหว่างวันพื้นผิวโลกอุ่นขึ้น ความชื้นลดลง ความเร็วของการไหลของอากาศเพิ่มขึ้น และฝุ่นลอยขึ้นไปในอากาศ ความแตกต่างก็คือ โทนสีระหว่างพระอาทิตย์ขึ้นและพระอาทิตย์ตกส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับพื้นที่ที่บุคคลนั้นตั้งอยู่และสังเกตปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่น่าทึ่งเหล่านี้

ลักษณะภายนอกของปรากฏการณ์ทางธรรมชาติอันมหัศจรรย์

เนื่องจากพระอาทิตย์ขึ้นและพระอาทิตย์ตกสามารถพูดได้ว่าเป็นปรากฏการณ์ที่เหมือนกันสองประการที่แตกต่างกันในเรื่องความอิ่มตัวของสี คำอธิบายพระอาทิตย์ตกเหนือขอบฟ้าจึงสามารถนำไปใช้กับเวลาก่อนพระอาทิตย์ขึ้นและลักษณะที่ปรากฏได้เฉพาะในทางกลับกันเท่านั้น คำสั่ง.

ยิ่งแผ่นจานสุริยะอยู่ต่ำลงไปถึงขอบฟ้าด้านตะวันตก แสงก็จะยิ่งสว่างน้อยลงและเปลี่ยนเป็นสีเหลืองก่อน จากนั้นจึงเปลี่ยนเป็นสีส้มและเปลี่ยนเป็นสีแดงในที่สุด ท้องฟ้าก็เปลี่ยนสีเช่นกัน ในตอนแรกจะเป็นสีทอง จากนั้นก็เป็นสีส้ม และที่ขอบจะเป็นสีแดง

เมื่อจานสุริยะเข้ามาใกล้ขอบฟ้า จะได้สีแดงเข้ม และที่ด้านใดด้านหนึ่งคุณจะเห็นแนวรุ่งอรุณอันสดใส สีจากบนลงล่างเปลี่ยนจากสีเขียวอมฟ้าเป็นโทนสีส้มสดใส ในขณะเดียวกัน แสงเรืองรองไร้สีก็ก่อตัวขึ้นเหนือรุ่งอรุณ

พร้อมกับปรากฏการณ์นี้ที่ฝั่งตรงข้ามของท้องฟ้ามีแถบสีฟ้าขี้เถ้า (เงาของโลก) ปรากฏขึ้นเหนือซึ่งคุณสามารถเห็นส่วนของสีส้มชมพูเข็มขัดแห่งดาวศุกร์ - ปรากฏขึ้น เหนือขอบฟ้าที่ระดับความสูง 10 ถึง 20 ° และในท้องฟ้าใสที่มองเห็นได้ทุกที่บนโลกของเรา

ยังไง แสงแดดมากขึ้นเมื่อเลยขอบฟ้าไป ท้องฟ้าก็จะยิ่งกลายเป็นสีม่วง และเมื่อมันลดต่ำลงจากเส้นขอบฟ้าไป 4-5 องศา ก็จะได้โทนสีที่อิ่มตัวมากที่สุด หลังจากนั้นท้องฟ้าก็ค่อย ๆ กลายเป็นสีแดงเพลิง (รังสีของพระพุทธเจ้า) และจากที่จานดวงอาทิตย์ตก แถบแสงทอดยาวขึ้นไป ค่อยๆ จางลง หลังจากหายไปจนเห็นแถบสีแดงเข้มซีดจางใกล้ ๆ ขอบฟ้า

หลังจากที่เงาของโลกค่อยๆ เต็มท้องฟ้า แถบดาวศุกร์ก็หายไป เงาของดวงจันทร์ก็ปรากฏขึ้นบนท้องฟ้า จากนั้นดวงดาว - และกลางคืนก็ตก (พลบค่ำสิ้นสุดลงเมื่อดิสก์สุริยะไปต่ำกว่าขอบฟ้าหกองศา) ยิ่งเวลาผ่านไปมากขึ้นหลังจากดวงอาทิตย์ลับขอบฟ้าไป อากาศก็จะยิ่งเย็นลง และในตอนเช้าก่อนพระอาทิตย์ขึ้น อุณหภูมิจะต่ำสุด

แต่ทุกอย่างเปลี่ยนไปเมื่อไม่กี่ชั่วโมงต่อมา ดวงอาทิตย์สีแดงเริ่มขึ้น: จานสุริยะปรากฏขึ้นทางทิศตะวันออก กลางคืนหายไป และพื้นผิวโลกเริ่มอุ่นขึ้น

ทำไมพระอาทิตย์ถึงเป็นสีแดง.

พระอาทิตย์ตกและพระอาทิตย์ขึ้นของดวงอาทิตย์สีแดงดึงดูดความสนใจของมนุษยชาติมาตั้งแต่สมัยโบราณดังนั้นผู้คนจึงพยายามอธิบายว่าทำไมแผ่นสุริยะถึงเป็นสีเหลืองจึงได้โทนสีแดงบนเส้นขอบฟ้าโดยใช้วิธีการทั้งหมดที่มีอยู่ ความพยายามครั้งแรกในการอธิบายปรากฏการณ์นี้คือตำนาน ตามด้วยสัญญาณพื้นบ้าน ผู้คนมั่นใจว่าพระอาทิตย์ตกและพระอาทิตย์สีแดงไม่เป็นลางดี

ตัวอย่างเช่น พวกเขาเชื่อว่าหากท้องฟ้ายังคงเป็นสีแดงเป็นเวลานานหลังพระอาทิตย์ขึ้น วันนั้นก็จะร้อนเหลือทน สัญญาณอีกประการหนึ่งบอกว่าหากก่อนพระอาทิตย์ขึ้น ท้องฟ้าทางทิศตะวันออกเป็นสีแดง และหลังพระอาทิตย์ขึ้นสีนี้จะหายไปทันที ฝนก็จะตก การขึ้นของดวงอาทิตย์สีแดงยังสัญญาว่าสภาพอากาศเลวร้ายหากหลังจากปรากฏบนท้องฟ้าแล้วมันก็กลายเป็นสีเหลืองอ่อนทันที

ดังนั้น เมื่อดวงอาทิตย์อยู่ที่ขอบฟ้า รังสีของมันจึงเลื่อนไปตามพื้นผิวโลก ซึ่งอากาศไม่เพียงมีความหนาแน่นสูงสุดเท่านั้น แต่ยังมีความชื้นสูงมากในเวลานี้ ซึ่งล่าช้าและดูดซับรังสีไว้ เป็นผลให้มีเพียงรังสีสีแดงและสีส้มเท่านั้นที่สามารถทะลุผ่านบรรยากาศที่หนาแน่นและชื้นได้ในนาทีแรกของพระอาทิตย์ขึ้น

พระอาทิตย์ขึ้นและตก

แม้ว่าหลายๆ คนจะเชื่อว่าในซีกโลกเหนือ ดวงอาทิตย์ตกเร็วที่สุดคือวันที่ 21 ธันวาคม และอย่างช้าที่สุดคือวันที่ 21 มิถุนายน แต่ในความเป็นจริงแล้ว ความคิดเห็นนี้ไม่ถูกต้อง กล่าวคือ วันในฤดูหนาวและครีษมายันเป็นเพียงวันที่บ่งชี้ว่ามีเวลาที่สั้นที่สุดหรือ วันที่ยาวนานที่สุดของปี

ที่น่าสนใจคือ ยิ่งละติจูดไปทางเหนือมากเท่าใด พระอาทิตย์ตกล่าสุดของปีก็จะยิ่งใกล้อายันมากขึ้นเท่านั้น เช่น ในปี พ.ศ. 2557 ที่ละติจูด 62 องศา เกิดขึ้นเมื่อวันที่ 23 มิถุนายน แต่ที่ละติจูดที่ 35 พระอาทิตย์ตกล่าสุดของปีเกิดขึ้นในอีกหกวันต่อมา (พระอาทิตย์ขึ้นเร็วที่สุดถูกบันทึกไว้เมื่อสองสัปดาห์ก่อนหน้า สองสามวันก่อนวันที่ 21 มิถุนายน)

หากไม่มีปฏิทินพิเศษอยู่แล้ว การกำหนดเวลาพระอาทิตย์ขึ้นและพระอาทิตย์ตกที่แน่นอนจึงค่อนข้างยาก สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าในขณะที่หมุนรอบแกนของมันและดวงอาทิตย์อย่างสม่ำเสมอ โลกจะเคลื่อนที่ไม่สม่ำเสมอในวงโคจรรูปวงรี เป็นที่น่าสังเกตว่าหากโลกของเราเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์ ก็จะไม่เห็นผลกระทบดังกล่าว

มนุษยชาติสังเกตเห็นความเบี่ยงเบนดังกล่าวเมื่อนานมาแล้ว ดังนั้นตลอดประวัติศาสตร์ของพวกเขา ผู้คนจึงพยายามชี้แจงปัญหานี้ด้วยตนเอง: โครงสร้างโบราณที่พวกเขาสร้างขึ้น ซึ่งชวนให้นึกถึงหอดูดาวอย่างยิ่ง ยังมีชีวิตอยู่มาจนถึงทุกวันนี้ (เช่น สโตนเฮนจ์ในอังกฤษหรือ ปิรามิดของชาวมายันในอเมริกา)

ในช่วงไม่กี่ศตวรรษที่ผ่านมา นักดาราศาสตร์ได้สร้างปฏิทินจันทรคติและสุริยคติโดยการสังเกตท้องฟ้าเพื่อคำนวณเวลาพระอาทิตย์ขึ้นและพระอาทิตย์ตก

ทุกวันนี้ด้วยเครือข่ายเสมือน ผู้ใช้อินเทอร์เน็ตทุกคนสามารถคำนวณพระอาทิตย์ขึ้นและพระอาทิตย์ตกได้โดยใช้บริการออนไลน์พิเศษ - ในการดำเนินการนี้เพียงระบุเมืองหรือพิกัดทางภูมิศาสตร์ (หากพื้นที่ที่ต้องการไม่อยู่บนแผนที่) รวมถึงวันที่ที่ต้องการ .



ที่น่าสนใจคือ ด้วยความช่วยเหลือของปฏิทินดังกล่าว คุณไม่เพียงสามารถค้นหาเวลาพระอาทิตย์ตกหรือรุ่งเช้าเท่านั้น แต่ยังรวมถึงช่วงเวลาระหว่างต้นสนธยาและก่อนพระอาทิตย์ขึ้น ความยาวของกลางวัน/กลางคืน เวลาที่ดวงอาทิตย์จะอยู่ที่ สุดยอดของมันและอีกมากมาย

ตัวอย่างเช่น เมื่อถึงจุดสูงสุดจะเป็นสีขาว เมื่อพระอาทิตย์ตกจะเป็นสีแดง และบางครั้งก็เป็นสีแดงเข้มด้วยซ้ำ อันที่จริงนี่เป็นเพียงรูปลักษณ์ - ไม่ใช่สีของดาวฤกษ์ของเราที่เปลี่ยนไป แต่เป็นการรับรู้ด้วยสายตามนุษย์ ทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้น?

สเปกตรัมพลังงานแสงอาทิตย์คือการรวมกันของสีหลักเจ็ดสี - จำรุ้งและคำพูดที่รู้จักกันดีเกี่ยวกับนักล่าและไก่ฟ้าด้วยความช่วยเหลือในการกำหนดลำดับสี: แดง, เหลือง, เขียวและอื่น ๆ จนถึงสีม่วง

แต่ในบรรยากาศที่เต็มไปด้วยที่สุด ประเภทต่างๆสารแขวนลอยละอองลอย (ไอน้ำ อนุภาคฝุ่น) แต่ละสีจะกระจัดกระจายแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น การกระเจิงสีม่วงและสีน้ำเงินดีที่สุด ในขณะที่การกระเจิงสีแดงแย่กว่า ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการกระจายตัวของแสงอาทิตย์

เหตุผลก็คือสีนั้นโดยพื้นฐานแล้วเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวที่แน่นอน คลื่นที่ต่างกันจึงมีความยาวต่างกัน และดวงตารับรู้พวกมันขึ้นอยู่กับความหนาของอากาศในชั้นบรรยากาศที่แยกมันออกจากแหล่งกำเนิดแสงซึ่งก็คือดวงอาทิตย์

เมื่ออยู่ที่จุดสูงสุด มันจะปรากฏเป็นสีขาวเนื่องจากรังสีของดวงอาทิตย์ตกบนพื้นผิวโลกในมุมฉาก (แน่นอนว่าคือสถานที่บนพื้นผิวที่ผู้สังเกตการณ์ตั้งอยู่) และความหนาของอากาศซึ่งส่งผลต่อการหักเหของแสง แสงค่อนข้างเล็ก สำหรับคนผิวขาว ดูเหมือนเป็นการผสมผสานของทุกสีในคราวเดียว

อย่างไรก็ตาม ท้องฟ้าก็ปรากฏเป็นสีน้ำเงินเนื่องจากการกระจายตัวของแสง เนื่องจากสีฟ้า สีม่วง และสีฟ้า ซึ่งมีความยาวคลื่นสั้นที่สุด จะกระจัดกระจายในชั้นบรรยากาศเร็วกว่าสเปกตรัมที่เหลือมาก กล่าวคือ โดยการส่งรังสีสีแดง เหลือง และรังสีอื่นๆ ด้วยคลื่นที่ยาวขึ้น อนุภาคของน้ำและฝุ่นในบรรยากาศจะกระจายรังสีสีน้ำเงิน ซึ่งทำให้ท้องฟ้ามีสี

ยิ่งดวงอาทิตย์เดินทางในแต่ละวันตามปกติและเคลื่อนลงมายังขอบฟ้า ความหนาของชั้นบรรยากาศที่รังสีดวงอาทิตย์ต้องผ่านก็จะยิ่งมากขึ้น และพวกมันก็กระจัดกระจายมากขึ้นเท่านั้น ความต้านทานต่อการกระเจิงได้มากที่สุดคือสีแดง เนื่องจากมีความยาวคลื่นที่ยาวที่สุด ดังนั้นจึงมีเพียงการรับรู้ผ่านสายตาของผู้สังเกตการณ์ที่มองดูร่างกายที่กำลังจัดวางเท่านั้น สีที่เหลือของสเปกตรัมแสงอาทิตย์จะกระจัดกระจายและดูดซับโดยละอองลอยในชั้นบรรยากาศ

เป็นผลให้มีการพึ่งพาโดยตรงของการกระเจิงของรังสีสเปกตรัมกับความหนาของอากาศในบรรยากาศและความหนาแน่นของสารแขวนลอยที่มีอยู่ หลักฐานที่ชัดเจนของเรื่องนี้สามารถสังเกตได้จากการปล่อยสารที่มีความหนาแน่นมากกว่าอากาศสู่ชั้นบรรยากาศทั่วโลก เช่น ฝุ่นภูเขาไฟ

ดังนั้นหลังจากปี พ.ศ. 2426 เมื่อภูเขาไฟ Krakatoa ปะทุอันโด่งดังเกิดขึ้น เป็นเวลานานในสถานที่ต่าง ๆ บนโลกที่เราสามารถมองเห็นพระอาทิตย์ตกสีแดงที่มีความสว่างเป็นพิเศษ

จากสีแดงเป็นสีม่วงซึ่งเป็นสีหลักของสเปกตรัม สี, มองเห็นได้ด้วยตาอธิบายได้ด้วยความยาวคลื่นของแสง ดังนั้น สีแดงจะให้แสงที่ยาวที่สุด และสีม่วงจะให้แสงที่สั้นที่สุด

ในช่วงพระอาทิตย์ตก บุคคลสามารถสังเกตดิสก์ที่เข้าใกล้ขอบฟ้าได้อย่างรวดเร็ว ในขณะเดียวกัน แสงแดดก็ส่องผ่านความหนาที่เพิ่มขึ้น ยิ่งความยาวคลื่นแสงยาวเท่าไร การดูดซับของชั้นบรรยากาศและสารแขวนลอยของละอองลอยที่อยู่ในนั้นก็จะยิ่งอ่อนแอลงเท่านั้น เพื่ออธิบายปรากฏการณ์นี้ เราต้องพิจารณา คุณสมบัติทางกายภาพสีฟ้าและสีแดงซึ่งเป็นเฉดสีปกติของท้องฟ้า

เมื่อดวงอาทิตย์ถึงจุดสุดยอด ผู้สังเกตการณ์สามารถพูดได้ว่าท้องฟ้าเป็นสีฟ้า เนื่องจากความแตกต่างในคุณสมบัติทางแสงของสีน้ำเงินและสีแดง ได้แก่ ความสามารถในการกระเจิงและการดูดกลืนแสง สีน้ำเงินถูกดูดซับได้แรงกว่าสีแดง แต่ความสามารถในการกระจายตัวนั้นสูงกว่าสีแดงมาก (สี่เท่า) อัตราส่วนของความยาวคลื่นต่อความเข้มของแสงเป็นกฎทางกายภาพที่ได้รับการพิสูจน์แล้วที่เรียกว่า "กฎท้องฟ้าสีฟ้าของเรย์ลี"

เมื่อดวงอาทิตย์อยู่ในระดับสูง ชั้นบรรยากาศและสารแขวนลอยที่แยกท้องฟ้าออกจากดวงตาของผู้สังเกตจะมีขนาดค่อนข้างเล็ก ความยาวคลื่นสั้นของแสงสีน้ำเงินจะไม่ถูกดูดซับจนหมด และความสามารถในการกระเจิงที่สูงจะ "กลบ" สีอื่น ๆ นั่นเป็นสาเหตุที่ท้องฟ้าปรากฏเป็นสีฟ้าในระหว่างวัน

เมื่อพระอาทิตย์ตกดิน ดวงอาทิตย์จะเริ่มเคลื่อนตัวลงมาสู่ขอบฟ้าที่แท้จริงอย่างรวดเร็ว และชั้นบรรยากาศก็เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว หลังจากผ่านไประยะหนึ่ง ชั้นจะหนาแน่นมากจนสีน้ำเงินถูกดูดซับจนเกือบหมด และสีแดงเนื่องจากมีความต้านทานต่อการดูดซับสูงจึงมาถึงเบื้องหน้า

ดังนั้น เมื่อพระอาทิตย์ตกดิน ท้องฟ้าและแสงสว่างจึงปรากฏต่อสายตามนุษย์เป็นสีแดงเฉดต่างๆ ตั้งแต่สีส้มไปจนถึงสีแดงสด ควรสังเกตว่าสิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นเมื่อพระอาทิตย์ขึ้นและด้วยเหตุผลเดียวกัน

น่าดูเป็นพราวครับ ท้องฟ้าสีฟ้าหรือเพลิดเพลินกับพระอาทิตย์ตกสีแดงเข้ม หลายๆ คนสนุกกับการชื่นชมความงามของโลกรอบตัว แต่ไม่ใช่ทุกคนที่เข้าใจธรรมชาติของสิ่งที่พวกเขาสังเกตเห็น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเป็นเรื่องยากสำหรับพวกเขาที่จะตอบคำถามว่าทำไมท้องฟ้าถึงเป็นสีฟ้าและพระอาทิตย์ตกเป็นสีแดง

ดวงอาทิตย์เปล่งแสงสีขาวบริสุทธิ์ ดูเหมือนว่าท้องฟ้าควรจะเป็นสีขาวแต่กลับเป็นสีฟ้าสดใส ทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้น?

นักวิทยาศาสตร์มานานหลายศตวรรษไม่สามารถอธิบายสีฟ้าของท้องฟ้าได้ จากหลักสูตรฟิสิกส์ของโรงเรียน ทุกอย่างที่แสงสีขาวสามารถสลายตัวเป็นสีส่วนประกอบได้โดยใช้ปริซึม สำหรับพวกเขามีคู่ วลีง่ายๆ: “นักล่าทุกคนอยากรู้ว่าไก่ฟ้าอยู่ที่ไหน” คำเริ่มต้นวลีนี้ช่วยให้คุณจำลำดับสีได้: แดง, เหลือง, เขียว, น้ำเงิน, คราม, ม่วง

นักวิทยาศาสตร์แนะนำว่าสีฟ้าของท้องฟ้ามีสาเหตุมาจากองค์ประกอบสีน้ำเงินของสเปกตรัมแสงอาทิตย์เข้าถึงพื้นผิวโลกได้ดีที่สุด ในขณะที่สีอื่นๆ ถูกดูดซับโดยโอโซนหรือฝุ่นที่กระจัดกระจายในชั้นบรรยากาศ คำอธิบายค่อนข้างน่าสนใจ แต่ไม่ได้รับการยืนยันจากการทดลองและการคำนวณ

ความพยายามที่จะอธิบายสีฟ้าของท้องฟ้ายังคงดำเนินต่อไป และในปี พ.ศ. 2442 ลอร์ดเรย์ลีห์ได้เสนอทฤษฎีที่ตอบคำถามนี้ในท้ายที่สุด ปรากฎว่าสีฟ้าของท้องฟ้าเกิดจากคุณสมบัติของโมเลกุลอากาศ รังสีจำนวนหนึ่งที่มาจากดวงอาทิตย์มาถึงพื้นผิวโลกโดยไม่มีการรบกวน แต่รังสีส่วนใหญ่ถูกดูดซับโดยโมเลกุลอากาศ โดยการดูดซับโฟตอน โมเลกุลของอากาศจะมีประจุ (ตื่นเต้น) แล้วปล่อยโฟตอนออกมาเอง แต่โฟตอนเหล่านี้มีความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน และโฟตอนที่สร้างสีน้ำเงินก็มีอิทธิพลเหนือพวกมัน นี่คือเหตุผลว่าทำไมท้องฟ้าจึงดูเป็นสีฟ้า ยิ่งวันมีแสงแดดมากขึ้นและมีเมฆมากน้อยเท่าไร ท้องฟ้าสีฟ้าก็จะยิ่งอิ่มตัวมากขึ้นเท่านั้น

แต่หากท้องฟ้าเป็นสีฟ้า ทำไมพระอาทิตย์ตกดินจึงกลายเป็นสีแดงเข้ม? เหตุผลนี้ง่ายมาก องค์ประกอบสีแดงของสเปกตรัมแสงอาทิตย์ถูกโมเลกุลอากาศดูดซับได้แย่กว่าสีอื่นๆ มาก ในระหว่างวัน รังสีดวงอาทิตย์จะเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของโลกในมุมที่ขึ้นอยู่กับละติจูดที่ผู้สังเกตการณ์ตั้งอยู่โดยตรง ที่เส้นศูนย์สูตร มุมนี้จะอยู่ใกล้กับมุมขวา และใกล้กับขั้วมากขึ้นจะลดลง เมื่อดวงอาทิตย์เคลื่อนที่ ชั้นอากาศที่รังสีแสงต้องผ่านก่อนที่จะถึงดวงตาของผู้สังเกตจะเพิ่มขึ้น เพราะท้ายที่สุดแล้ว ดวงอาทิตย์ไม่ได้อยู่เหนือศีรษะอีกต่อไป แต่เอนไปทางขอบฟ้า ชั้นอากาศหนาดูดซับรังสีส่วนใหญ่ของสเปกตรัมแสงอาทิตย์ แต่รังสีสีแดงไปถึงผู้สังเกตการณ์โดยแทบไม่สูญเสียเลย ด้วยเหตุนี้พระอาทิตย์ตกจึงดูเป็นสีแดง

เมื่อวันที่ 26 เมษายน 2555 เมฆสีเขียวแปลก ๆ ปรากฏขึ้นบนท้องฟ้าเหนือมอสโก ปรากฏการณ์ที่อธิบายไม่ได้ทำให้ผู้อยู่อาศัยในเมืองหลวงตื่นตระหนกและทำให้อินเทอร์เน็ตรัสเซียปั่นป่วน แนะนำว่าเกิดอุบัติเหตุที่สถานประกอบการแห่งหนึ่งซึ่งมีการปล่อยสารอันตรายออกสู่ชั้นบรรยากาศ สารเคมี- โชคดีที่ข้อมูลไม่ได้รับการยืนยัน

คำแนะนำ

หัวหน้าแพทย์สุขาภิบาล สหพันธรัฐรัสเซีย Gennady Onishchenko กล่าวว่าตามข้อมูลอย่างเป็นทางการ โรงงานเคมีในภูมิภาคมอสโกและภูมิภาคใกล้เคียงไม่มีอุบัติเหตุเกิดขึ้น ในขณะเดียวกัน ในบางพื้นที่ของมอสโก ผู้คนรู้สึกแย่ลงมาก ผู้ที่เป็นโรคภูมิแพ้และโรคหอบหืดเข้าใจสาเหตุของปรากฏการณ์ผิดปกตินี้

หลังจากฤดูหนาวอันยาวนานในต้นเดือนเมษายนอากาศอุ่นขึ้นอย่างรวดเร็วซึ่งทำให้หิมะปกคลุมละลายอย่างรวดเร็วใบไม้ร่วงเร็วจากต้นไม้และการออกดอกของหลายสายพันธุ์ในคราวเดียว: เบิร์ช, ออลเดอร์,

โลกรอบตัวเราเต็มไปด้วยสิ่งมหัศจรรย์ที่น่าอัศจรรย์ แต่เรามักไม่ใส่ใจกับสิ่งเหล่านั้น การชื่นชมท้องฟ้าสีฟ้าใสของท้องฟ้าในฤดูใบไม้ผลิหรือสีสันที่สดใสของพระอาทิตย์ตกดิน เราไม่ได้คิดด้วยซ้ำว่าเหตุใดท้องฟ้าจึงเปลี่ยนสีตามเวลาที่เปลี่ยนไป


เราคุ้นเคยกับสีฟ้าสดใสในวันที่มีแสงแดดสดใส และในฤดูใบไม้ร่วง ท้องฟ้าจะกลายเป็นสีเทาหม่น ทำให้สีสว่างหายไป แต่ถ้าคุณถาม คนทันสมัยเกี่ยวกับสาเหตุที่เกิดเหตุการณ์เช่นนี้ พวกเราส่วนใหญ่ซึ่งเมื่อมีความรู้ด้านฟิสิกส์ในโรงเรียนแล้ว ก็ไม่น่าจะสามารถตอบคำถามง่ายๆ นี้ได้ ในขณะเดียวกันก็ไม่มีอะไรซับซ้อนในการอธิบาย

สีคืออะไร?

จากหลักสูตรฟิสิกส์ของโรงเรียน เราควรรู้ว่าความแตกต่างในการรับรู้สีของวัตถุนั้นขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นของแสง ดวงตาของเราสามารถแยกแยะได้เฉพาะช่วงของการแผ่รังสีคลื่นที่ค่อนข้างแคบ โดยคลื่นที่สั้นที่สุดจะเป็นสีน้ำเงิน และคลื่นที่ยาวที่สุดจะเป็นสีแดง ระหว่างแม่สีทั้งสองนี้ มีการรับรู้สีทั้งหมดของเรา ซึ่งแสดงโดยการแผ่รังสีของคลื่นในช่วงที่ต่างกัน

จริงๆ แล้วรังสีดวงอาทิตย์สีขาวประกอบด้วยคลื่นทุกช่วงสี ซึ่งมองเห็นได้ง่ายโดยส่งผ่านปริซึมแก้ว คุณคงจำประสบการณ์ในโรงเรียนนี้ได้ เพื่อจดจำลำดับการเปลี่ยนแปลงของความยาวคลื่น เช่น ลำดับสีของสเปกตรัมกลางวันมีการประดิษฐ์วลีตลกเกี่ยวกับนักล่าซึ่งเราแต่ละคนเรียนรู้ที่โรงเรียน: นักล่าทุกคนอยากรู้ ฯลฯ


เนื่องจากคลื่นแสงสีแดงเป็นคลื่นที่ยาวที่สุด จึงไม่ค่อยเสี่ยงต่อการกระเจิงเมื่อผ่านไป ดังนั้นเมื่อจำเป็นต้องเน้นวัตถุด้วยสายตา วัตถุเหล่านั้นจึงใช้สีแดงเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งมองเห็นได้ชัดเจนจากระยะไกลในทุกสภาพอากาศ

ดังนั้นสัญญาณไฟจราจรห้ามหรือไฟเตือนอันตรายอื่นใดจึงเป็นสีแดง ไม่ใช่สีเขียวหรือสีน้ำเงิน

ทำไมท้องฟ้าจึงเปลี่ยนเป็นสีแดงเมื่อพระอาทิตย์ตก?

ในช่วงเย็นก่อนพระอาทิตย์ตกดิน รังสีดวงอาทิตย์ตกบนพื้นผิวโลกในมุมหนึ่ง ไม่ใช่โดยตรง พวกเขาต้องเอาชนะชั้นบรรยากาศที่หนากว่าในเวลากลางวันมาก เมื่อพื้นผิวโลกได้รับแสงสว่างจากแสงอาทิตย์โดยตรง

ในเวลานี้ บรรยากาศทำหน้าที่เป็นตัวกรองสี ซึ่งจะกระจายรังสีจากช่วงที่มองเห็นได้เกือบทั้งหมด ยกเว้นช่วงสีแดงซึ่งยาวที่สุดและทนทานต่อการรบกวนได้มากที่สุด คลื่นแสงอื่นๆ ทั้งหมดกระเจิงหรือถูกดูดซับโดยอนุภาคไอน้ำและฝุ่นที่มีอยู่ในชั้นบรรยากาศ

ยิ่งดวงอาทิตย์ตกลงสัมพันธ์กับขอบฟ้า ชั้นบรรยากาศก็จะยิ่งหนาขึ้นเท่านั้นที่รังสีของแสงจะต้องผ่านพ้นไป ดังนั้นสีของพวกมันจึงเปลี่ยนไปทางส่วนสีแดงของสเปกตรัมมากขึ้น ที่เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์นี้ สัญญาณพื้นบ้านแสดงว่าพระอาทิตย์ตกสีแดง ทำนายว่าจะมีลมแรงในวันรุ่งขึ้น


ลมมีต้นกำเนิดมาจากชั้นบรรยากาศชั้นสูงและอยู่ห่างจากผู้สังเกตมาก รังสีเฉียงของดวงอาทิตย์เน้นบริเวณรังสีบรรยากาศที่เกิดขึ้นใหม่ ซึ่งมีฝุ่นและไอระเหยมากกว่าในบรรยากาศสงบ ดังนั้น ก่อนวันที่ลมแรง เราจะเห็นพระอาทิตย์ตกสีแดงสดใสเป็นพิเศษ

ทำไมท้องฟ้าถึงเป็นสีฟ้าในเวลากลางวัน?

ความแตกต่างของความยาวคลื่นแสงยังอธิบายถึงสีฟ้าใสของท้องฟ้าในตอนกลางวันอีกด้วย เมื่อรังสีดวงอาทิตย์ตกกระทบพื้นผิวโลกโดยตรง ชั้นบรรยากาศที่รังสีที่ดวงอาทิตย์ตกมีความหนาน้อยที่สุด

การกระเจิงของคลื่นแสงเกิดขึ้นเมื่อชนกับโมเลกุลของก๊าซที่ประกอบเป็นอากาศ และในสถานการณ์นี้ ช่วงแสงความยาวคลื่นสั้นจะมีเสถียรภาพมากที่สุด กล่าวคือ คลื่นแสงสีน้ำเงินและสีม่วง ในวันที่อากาศดีไม่มีลม ท้องฟ้าจะมีความลึกและสีฟ้าอย่างน่าทึ่ง แต่ทำไมเราถึงเห็นสีน้ำเงินและไม่ใช่สีม่วงบนท้องฟ้า?

ความจริงก็คือเซลล์ในดวงตาของมนุษย์ที่รับผิดชอบในการรับรู้สีจะรับรู้สีน้ำเงินได้ดีกว่าสีม่วงมาก อย่างไรก็ตาม สีม่วงยังอยู่ใกล้กับขอบเขตของระยะการรับรู้มากเกินไป

ด้วยเหตุนี้เราจึงเห็นท้องฟ้าเป็นสีฟ้าสดใส หากไม่มีองค์ประกอบกระจัดกระจายในบรรยากาศอื่นนอกจากโมเลกุลของอากาศ เมื่อมีฝุ่นจำนวนมากเพียงพอปรากฏขึ้นในบรรยากาศ เช่น ในฤดูร้อนในเมือง ท้องฟ้าดูเหมือนจะจางหายไป และสูญเสียสีฟ้าสดใสไป

ท้องฟ้าสีเทาของสภาพอากาศเลวร้าย

ตอนนี้เป็นที่ชัดเจนแล้วว่าเหตุใดสภาพอากาศเลวร้ายในฤดูใบไม้ร่วงและโคลนในฤดูหนาวจึงทำให้ท้องฟ้าเป็นสีเทาอย่างสิ้นหวัง ไอน้ำจำนวนมากในบรรยากาศทำให้เกิดการกระเจิงของส่วนประกอบทั้งหมดของลำแสงสีขาวโดยไม่มีข้อยกเว้น รังสีของแสงถูกบดอัดเป็นหยดเล็กๆ และโมเลกุลของน้ำ สูญเสียทิศทางและปะปนกันตลอดช่วงสเปกตรัม


ดังนั้นรังสีของแสงจึงมาถึงพื้นผิวราวกับส่องผ่านโป๊ะโคมขนาดยักษ์ที่กระจัดกระจาย เรารับรู้ปรากฏการณ์นี้ว่าเป็นท้องฟ้าสีขาวอมเทา ทันทีที่ความชื้นหายไปจากบรรยากาศ ท้องฟ้าก็กลายเป็นสีฟ้าสดใสอีกครั้ง