ทำไมท้องฟ้าเปลี่ยนสี?

ทำไมท้องฟ้าเปลี่ยนสี?
เวลาที่เรามองท้องฟ้าแต่ละช่วงเวลา สงสัยกันหรือไม่ว่าทำไมสีของท้องฟ้าจะแตกต่างกัน
เมื่อปี ค.ศ.1859 โดย John Tyndall นักฟิสิกส์ชาวไอริช เขาได้อธิบายเรื่องนี้ด้วยทฤษฎีการกระเจิงของแสง (Scattering of Light)

แสงที่ดวงอาทิตย์ส่องมายังโลกของเรา ผ่านอวกาศและชั้นบรรยากาศของโลก แสงเดินทางเป็นเส้นตรง กว่าแสงจากดวงอาทิตย์จะส่องลงมากระทบผิวโลก กระทบสิ่งต่างๆ บนโลก แล้วสะท้อนมายังดวงตาของเรา “แสง” จากดวงอาทิตย์เป็นสีขาว โดยสีขาวของแสงจะต่างไปจากสีขาวของสิ่งของต่างๆ ที่เราพบได้ทั่วไป เพราะเกิดจากสีของแสงทั้ง 7 สี ที่ผสมรวมกันเป็นหนึ่งเดียว การผสมผสานกันของแสงสีได้จากการทดลองจากแท่งปริซึม เมื่อแสงอาทิตย์ส่องผ่านแท่งปริซึมแล้วสะท้อนออกมา จะเห็นเป็นแถบสีทั้งหมด 7 แถบ ได้แก่ สีม่วง, คราม, น้ำเงิน, เขียว, เหลือง, ส้ม, แดง

แสงได้ออกเดินทางผ่านห้วงอวกาศ (สุญญากาศ) เป็นเส้นตรง เป็นการเดินทางออกมาพร้อมๆกันของทั้ง 7 แถบสี การเดินทางพร้อมๆ กันทั้ง 7 สีนี้เรียกได้อีกอย่างหนึ่งว่า “รังสีของแสงอาทิตย์” โดยแต่ละแถบสีจะมี “ความยาวคลื่นไม่เท่ากัน” คลื่นแสงยาวที่สุดก็คือ “คลื่นแสงสีแดง” คลื่นแสงที่มีความยาวคลื่นสั้นที่สุด คือ “คลื่นแสงสีน้ำเงิน” ส่วนสีอื่นๆ ก็มีความยาวคลื่นลดหลั่นกันไป แต่การมีช่วงคลื่นที่สั้นของแสงสีน้ำเงิน กลับสามารถ “ตกกระทบโมเลกุลของอากาศ” บนชั้นบรรยากาศของโลกที่ประกอบด้วยแก๊สหลายชนิด ซึ่งมีไนโตรเจนและออกซิเจนเป็นองค์ประกอบหลัก และยังมีไอน้ำ รวมถึงละอองฝุ่นอีกด้วย ในระหว่างที่แสงอาทิตย์เดินทางผ่านชั้นบรรยากาศโลกเข้ามานั้น รังสีของแสงจะชนกับโมเลกุลของแก๊สและฝุ่นเหล่านั้น เกิดการสะท้อนและหักเหของแสง จนทำให้เกิด “การกระเจิงของแสง” ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่แสงกระจัดกระจายไปโดยรอบทุกทิศทาง กลางวันแสงจากดวงอาทิตย์เดินทางผ่านชั้นบรรยากาศของโลก เป็นระยะทางสั้นกว่าตอนเย็น(หรือตอนเช้า) แสงที่เดินทางผ่านมาในชั้นบรรยากาศ รังสีคลื่นสั้น(พวกสี น้ำเงิน เขียว ม่วง) จะเกิดการกระเจิงเมื่อกระทบกับอนุภาคต่างๆในบรรยากาศ ทั่วทั้งท้องฟ้า จนอาบผืนฟ้าทั้งหมดเป็น สีฟ้า แสงสีฟ้าบางส่วนก็สะท้อนเข้าดวงตาเรา ทำให้เห็นเป็นสีฟ้า ส่วนแสงคลื่นยาว(พวกสีแดง เหลือง แสด) ที่ไม่เกิดการกระเจิงนั้นจะวิ่งไปในทิศทางที่พุ่งออกจากแนวสายตา ทำให้มีแสงในกลุ่มคลื่นยาวค่อนข้างน้อยที่เรามองเห็น เวลาเย็นดวงอาทิตย์จะทำแนวราบกับโลก ทำให้แสงเดินทางยาวกว่าตอน กลางวัน แสงที่วิ่งผ่านบรรยากาศเมื่อกระทบกับอนุภาคในอากาศ รังสีสีน้ำเงินจะกระเจิง ออกไปเรื่อยๆ ยิ่งระยะทางยาวก็กระเจิงจนเหลือรังสี(แสงสีน้ำเงิน)เพียงจำนวนเล็กน้อยเท่านั้นที่จะเหลือถึงดวงตาเรา ในทางตรงกันข้ามแสงคลื่นยาว(สีแดง สีเหลือง สีแสด)ที่เหลือเป็นจำนวนมาก จะตรงเข้าสู่ดวงตาของเราโดยตรงทำให้เราเห็นท้องฟ้าเป็นสีเหลือง หรือ ส้ม นั่นเอง

อ้างอิง
https://www.scimath.org/…/item/11232-2019-12-19-06-19-08
https://www.scimath.org/art…/item/4410-why-is-the-sky-blue
——-
#ท้องฟ้าจำลองเทศบาลนครอุดรธานี
#อุทยานการเรียนรู้เทศบาลนครอุดรธานี