لم السماء زرقاء .. وايضاحات اخرى.

Casanova

بيلساني شهم

إنضم
Oct 11, 2010
المشاركات
297
مستوى التفاعل
16
المطرح
نابلس
رسايل :

و يبقىْ فِي الـقلـب شيءْ لا يَـعلمـهُ إلا رَبُّ كُل شيء

http://www.ejabah.info/wiki/لم_السماء_زرقاء#




السماء تبدو لنا ونحن على الأرض وكأنها زرقاء اللون تقريباً في النهار بعد الشروق وقبل الغروب وحمراء تقريباً أثناء الشروق والغروب وذلك بسبب مكونات غلاف الأرض الجوي التي تعكس لوناً (طول موجي معين) أكثر من غيره من طيف الضوء متعدد الألوان (متعدد الأطوال الموجية) بينما تبدو سوداء ليلاً لعدم انعكاس ضوء كافي إلى الأرض كما في النهار.


.blue_sky.gif

السماء تبدو لشخص ينظر للشمس (على اليمين) وكأنها برتقالية أو حمراء أثناء الغروب أو الشروق بينما تبدو لشخص في النهار (على اليسار) زرقاء.

[h=2]كيف تحدث الظاهرة؟[/h]نشأ اللون الأزرق للسماء أو بالأحرى الغلاف الجوي بسبب تشتت أو تبعثر أو استطارة ضوء الشمس الساقط على الجزيئات المكونة للغلاف الجوي (الهواء). هذا التبعثر خاصة نطلق عليه تبعثر ريلي ويكون أكثر فاعلية عند الأطوال الموجية الأقصر (الأزرق خاصة بالرغم من قصر اللون البنفسجي عنه). يتأثر مقدار التبعثر طردياً مع حجم الجزيء (
math_992.5_db5b6975e814e89bf056a1faeaca4975.png
) وعكسياً مع الطول الموجي الساقط على هذا الجزيء (
math_976_a244d4229cc392b08c8638a4b9b4ae42.png
) ويعرف بالعلاقة:

mimetex.cgi
حيث:

  • math_993_05e151e78b54177fc4d64d35b94429bf.png
    هي المسافة بين المشاهد والجسيم،
  • math_993_cee89d84c3da9b59c80bad31bf538423.png
    هي زاوية التشتت،
  • math_993_f4c1b9f872b5e3204b715f563ed96a81.png
    معامل الانكسار للجسيم،
  • math_993_50b05158007666ea639217e9ed49acee.png
    هو قطر الجسيم
هذا يعني أن الأشعة الساقطة من الشمس وعند عبورها الغلاف الجوي فإن جزء منها يتشتت بحيث ينعكس في اتجاهات مختلفة ومن هذه الانعكاسات ما يصل إلى العين بالنهاية. الأطوال الموجية ذات الطول الموجي الأقصر كالأزرق تسبب تشتتاً أكثر وبالتالي إنعكاساً أكثر إلى العين بينما الأطوال الموجية الأطول كالأحمر تستطيع تخلل الغلاف مباشرة ولا يتشتت منها سوى جزء ضئيل وهذه هي الظاهرة العكسية أثناء الغروب أو الشروق. عند غروب الشمس يكون الضوء موازياً لخط الأفق تقريباً وتكون الغلبة للأطوال الموجية الأطول في النجاة من تبعثر ريلي فتصل إلى العين مباشرة ممثلة باللون الأحمر وما يجاوره بينما اللون الأزرق لا يصلنا مباشرة ونستطيع رؤيته ينعكس إلينا من باقي أجزاء السماء.
خارج الأرض وحيث لا يوجد غلاف جوي لا يمكننا أن نرى السماء زرقاء حتى مع ضوء الشمس المباشر ولكننا سنراها سوداء حالكة الظلام تقريباً مع فارق بسيط هو سطوع الشمس بجانب النجوم كنجمة أكبر من الجميع وأقوى سطوعاً بحيث لا يمكننا سوى رؤية النجوم الأبعد عن محيطها.


SDIM0241b.jpgتدرج الألوان أثناء الغروب من الأسود حيث تحجب الأرض والجبال ضوء الشمس إلى الأحمر حيث يمر مباشرة وانتهاء بالأزرق حيث ينعكس من أرجاء السماء بصورة غير مباشرة من تبعثر ريلي

[h=2]لماذا اللون الأزرق وليس البنفسجي؟[/h]
قد يتساءل البعض، طالما أن تبعثر ريلاي يظهر أكثر مع قصر الطول الموجي فيفترض أن أقصر الأطوال الموجية المرئية هو اللون البنفسجي وليس الأزرق فلماذا يكون لون السماء أزرق أكثر منه بنفسجياً؟
يوجد سببان لذلك:

  • كثافة الطاقة للطول الموجي الخاص باللون البنفسجي هي أقل من كثافة الطاقة للطول الموجي الخاص باللون الأزرق إذا ما حللنا طيف الضوء القادم من الشمس.
  • العين البشرية لا تميز جميع الأطوال الموجية وإنما تستطيع تمييز ثلاثة أطوال موجية فقط هي الأحمر، الأخضر، والأزرق . في الحقيقة حتى لو أتينا مثلاً بضوء له طول موجي أحادي خاص باللون الأصفر مثلاً فلن تستطيع العين تمييزه أصلاً. مايحصل هو أن الدماغ يترجم كثافة الطاقة المستلمة من هذه الألوان الثلاثة بنفس الطريقة التي تترجمها أنظمة البث المرئي مثل الكاميرا والتلفاز والحاسوب (تختصر إلى RGB).
  • insol_spectrum.JPG
توزيع الطاقة الشمسية حسب الأطوال الموجية


[h=2]هل يوجد لون أزرق مباشر؟[/h]

عند الحديث عن الألوان فليس القصد أن الألوان تنعدم تماماً وإنما يقصد أن ألواناً تبدو طاغية على ألوان أخرى وفق ما يعرف بكثافة الطاقة. إذا وزعنا كثافة الطاقة قبل اختراق الغلاف الجوي وبعد اختراقه فسنجد أن الألوان التي تسقط مباشرة تميل نحو الأحمر بعد اختراق الغلاف الجوي أكثر منها نحو الأزرق بل أنها تميل أيضاً نحو الأشعة تحت الحمراء أيضاً وهذا ما يشعرنا بالحرارة المنتقلة بالاشعاع حتى مع عدم رؤية ضوء الشمس.
vision.jpg
الألوان الثلاثة التي تستطيع العين تمييزها هي الأحمر، الأخضر والأصفر فقط.


[h=2]لم السحب بيضاء اللون؟[/h]
نفس السبب السابق يفسر سبب لون السحب الأبيض. تتألف السحب من قطيرات أو بلورات مائية دقيقة جداً مقارنة بالهواء ولكنها كبيرة بما يكفي لتشتيت غالبية ألوان الطيف المرئي والتي نقاربها بالألوان السبعة التي إذا جمعت نتج عنها اللون الأبيض. قد تبدو السحب رمادية أو قاتمة أحياناً وذلك لأنها تكون ضمن منطقة الظل لسحب أخرى.

[h=2]انعكاس لون المحيطات على طبقة الأوزون[/h]
هذه معلومة مضللة بعض الشيء ولا يوجد انعكاس على طبقة الأوزون لأسباب منها:


  • الأوزون يساهم كباقي الجزيئات في عملية الاستطارة ولكن نسبة وجوده في الغلاف الجوي لا تتجاوز بضعة جزيئات في كل مليون جزيء من باقي مكونات الغلاف الجوي أي أن دوره يكاد يكون معدوماً حتى في عامل الاستطارة. للأوزون دوره الحيوي بالطبع في امتصاص الأشعة فوق البنفسجية ووقايتنا منها تحويل طاقتها إلى طاقة حرارية تشع مرة أخرى في صورة إشعاعات تحت الحمراء.
  • إذا كانت طبقة الأوزون عاكسة بشكل ملحوظ في انعكاس لون المحيطات من الأرض عليها فينبغي أن تكون عاكسة أيضاً لأشعة الشمس القادمة وبالتالي منعها من اختراق طبقة الغلاف الجوي والوصول للأرض والمحيطات.
  • لا يمكن أن يحدث انعكاس للضوء من المحيطات على أي طبقة من طبقات الغلاف الجوي عموماً وليس على الأوزون فقط وذلك بسبب صغر معامل الانكسار (المعدّل) والذي يؤثر عملياً على ما يعرف بخط الأفق Line of sight. تعطى معادلة خط الأفق المثالية بالصورة:
math_984.5_92efe99c68a4977c88ee11e7bee81de0.png
حيث

  • math_984_c1fc2dc39b3af79a9319943f70ea88a4.png
    نصف قطر الأرض،
  • math_993_01a6ce0e07a965813c0dc9c847ba7a05.png
    الارتفاع الذي تنطلق منه الموجة بحيث تمس سطح أرضي على مستوى سطح البحر مقدراً بالأمتار،
  • d المسافة العظمى بالكيلومترات التي لا يمكن استلام الموجة الكهرومغناطيسية بعدها بسبب تقوس الكرة الأرضية.
في حال أخذ تأثر الموجات الكهرومغناطيسية باختلاف معامل الانكسار أثناء مرورها بين طبقات الغلاف الجوي فإن المعادلة السابقة تتأثر بمقدار طفيف ويزداد طول خط الأفق بمقدار مرة وثلث تقريباً (طالع نصف قطر الأرض الفعّال) أي أنها تصبح بالصورة:
math_982.5_77fa5c0625e6891504ba553e33463499.png
أي أن الموجات الكهرومغناطيسية وخاصة ذات الترددات العالية جداً مثل الضوء لازالت شبه مستقيمة ولم تنحرف عن المسار سوى أجزاء من الدرجة.

في حال الترددات الراديوية وخاصة السماوية Skywaves فإن نوعاً آخر من التآثرات يأخذ مجراه ولا دخل حتى للأوزون بالأمر ويمكن أن يحدث انعكاس كلي للموجة بشكل مبكر لسبب إضافي يتعلق بطبقة التأين Ionosphere
حتى مع أخذ تأثيرات الجاذبية بعين الاعتبار فإن كل هذا التأثيرات لا تكفي حتى لحرف الضوء عن مساره أكثر من درجة واحدة وبالتالي يكون أمر انعكاس الضوء على أي من طبقات الغلاف الجوي أمراً غير ممكن.
حتى مع تدرج درجات الحرارة المرتفع نسبياً في الطبقات العلياً إلّا أنه لا يصل لدرجة التقوس كما قد يبدو في ظاهرتي السراب الصحراوي والسراب القطبي وذلك لأن هذا التدرج لوحدة المسافات يعد صغيراً جداً مقارنة بتدرجات الحرارة في حال الظاهرتين السابقتين.




[h=2]لماذا المريخ بني اللون؟[/h]غلاف المريخ يختلف عن غلاف الأرض كما أن ضغطه الجوي أقل بقليل من ذلك على الأرض. المريخ يحمل معه غباراً تتراوح أقطار جزيئاته بحدود 1.5 ميكرومتر وهي السبب الأساسي في اكتسابه لوناً بين الأصفر والبني. كذلك المريخ لونه محمراً أيضاً إذا ما نظرنا إلى أرضه والسبب هو احتواء تربته على كميات هائلة من صدأ الحديد (ثاني أكسيد الحديد). هذه الكمية من الحديد على سطح المريخ لا يعرف مصدرها الأصلي بعد ولكن يعتقد أنها تكونت إثر ثوران البراكين على سطح الكوكب وتأكسدها مع كميات من بخار الماء الموجود ضمن الغلاف الجوي للمريخ والذي يتأين بفعل الرياح الشمسية.
المريخ وغلافه بلون بني تقريباً بسبب صدأ الحديد على سطحه والغبار. لاحظ كيف تبدو الشمس ساطعة وكيف يبدو الفضاء أسود حولها لعدم وجود ما يشبه الغلاف في الفضاء لبعثرة الضوء.
 

ندى القلب

المحاربين القدماء

إنضم
Jul 14, 2009
المشاركات
16,493
مستوى التفاعل
151
رسايل :

كالسجناء نلتقي وعيوننا معلقة على الزمن الهارب _ العائم مثل طائرة ورقية يلهو بها طفل لا مبال

حلوووه ومهمه المعلوومات

يعطيك العافيه ابو شاكوش


وردة*وردة*
 
أعلى