คุณพอใจกับบริการเว็บไซต์ ศูนย์วิทยาศาสตร์เพื่อการศึกษาขอนแก่น มากน้อยเพียงใด ?

พอใจมากที่สุด
พอใจมาก
พอใจปานกลาง
พอใจน้อย
ควรปรับปรุง




 เริ่มนับ 17 ธ.ค. 2553
ผู้ใช้งานขณะนี้ 0 IP
สถิติวันนี้
32 คน
สถิติเดือนนี้
925 คน
สถิติปีนี้
2512 คน
สถิติทั้งหมด
209740 คน
(Show/hide IP)
ทำไม...ท้องฟ้าจึงมีสีฟ้า เป็นสีอื่นได้ไหม

วันพุธ ที่ 14 ตุลาคม พ.ศ.2558


ทำไม...ท้องฟ้าจึงมีสีฟ้า เป็นสีอื่นได้ไหม

 
 

 
      ถ้าลองคิด ๆ ดูแล้วมันก็เป็นเรื่องน่าประหลาดใจ ทำไมท้องฟ้าไม่เป็นสีแดงเหมือนสีดวงอาทิตย์ที่ส่องมาบนโลกของเรา แล้วทำไมต้องเป็นสีฟ้า  เป็นสีอื่นไม่ได้หรือไง ถ้าเป็นสีเหลืองก็คงเรียกว่า ท้องเหลือง ก็คงแปลกดีนะ  นั่นเป็นคำถามพื้น ๆ แต่ความจริงแล้วมันคงไม่ธรรมดาซะแล้วสิ 
      การจะเข้าใจเหตุผลของการที่ท้องฟ้ามีสีฟ้านั้น ก่อนอื่นเราจะต้องเข้าใจสองสิ่งก่อน สิ่งแรกคือท้องฟ้านั้นไม่ใช่ความว่างเปล่า เพราะบรรยากาศของโลกเรานั้นมีก๊าซอยู่หลายชนิด ในท้องฟ้าจึงมีโมเลกุลของก๊าซอยู่เต็มไปหมด รวมทั้งฝุ่นละออง หยดน้ำ ฯลฯ สิ่งที่สองก็คือแสงที่มาจากดวงอาทิตย์นั้นประกอบจากแสงความยาวคลื่น และแต่ละความยาวคลื่นก็จะมีสีที่แตกต่างกัน
      แสงที่มาจากดวงอาทิตย์ปกติเป็นแสงสีขาว  แต่จริงๆ แล้วประกอบด้วยแสงสีต่างๆ หลายสี คือ สีม่วง สีคราม สีน้ำเงิน สีเขียว สีเหลือง สีแสด และสีแดง ซึ่งเราสามารถมองเห็นแสงสีต่างๆ เหล่านี้ตอนเราเห็นรุ้งกินน้ำ แสงจากดวงอาทิตย์เมื่อเคลื่อนที่ผ่านชั้นบรรยากาศของโลก จะวิ่งชนโมเลกุลของก๊าซ ฝุ่นละอองและหยดน้ำ แสงสีที่มีความยาวคลื่นสั้นก็ยิ่งจะกระเจิงแสงได้ดี และแสงสีฟ้านี่เองกระเจิงได้มากถึง 10 เท่าของสีแดง และนั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมท้องจึงเป็นสีฟ้า 
      ขบวนการที่ทำให้เราเห็นท้องฟ้าเป็นสีฟ้าเรียกว่า เรย์เลห์ สแคตเตอริง (Rayleigh scattering) ซึ่งเรียกตามชื่อของนักฟิสิกส์ที่ชื่อ จอห์น เรย์เลห์ ซึ่งเป็นผู้ที่อธิบายขบวนการนี้เป็นคนแรกในปี ค.ศ.1870  (ผ่านมาแล้ว 141 ปีเชียวนะครับกับทฤษฏีนี้)
      แต่สีของดวงอาทิตย์ขณะลับขอบฟ้าไม่ได้เป็นสีฟ้า เพราะเมื่อดวงอาทิตย์ลดต่ำลง เราจะเห็นแสงอาทิตย์ส่องเป็นมุมผ่านฝุ่นสกปรกในอากาศ ฝุ่นละอองเหล่านี้จะสะท้อนแสงสีฟ้าส่วนใหญ่ออกไปก่อนที่แสงจะมาเข้าตาเรา จึงทำให้เราเห็นท้องฟ้าเป็นสีส้มๆ แดงๆ
      ท้องฟ้าเวลาเย็นมีสีแดงมากกว่าตอนรุ่งเช้า เนื่องจากอุณหภูมิสูงในตอนบ่าย ทำให้มีฝุ่นละอองในอากาศมากกว่าตอนเช้า ประกอบกับฝุ่นละอองในอากาศถูกชะล้างด้วยน้ำค้างในตอนเช้ามืด ดังนั้นตอนเย็นจึงมีการกระเจิงของแสงสีแดงมากกว่าตอนเช้า

สรุปแล้วเกิดจากการกระเจิงของแสงนั่นเอง
       สีของท้องฟ้าเปลี่ยนแปลงไปตามเวลา ตอนกลางวันท้องฟ้าเป็นสีฟ้า ส่วนตอนเช้าและตอนเย็นท้องฟ้าเป็นสีส้มแดง ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเพราะ การกระเจิงของแสง (Scattering of light) คลื่นแสงแต่ละสีมีขนาดความยาวคลื่นไม่เท่ากัน เมื่อตกกระทบโมเลกุลของอากาศ ก็จะเกิดการกระเจิงของแสงที่แตกต่างกันออกไป คล้ายกับการที่คลื่นของน้ำเมื่อกระแทกกับเขื่อน ถ้าขนาดของคลื่นเล็กกว่าเขื่อน คลื่นก็จะกระเจิงหรือสะท้อนกลับ แต่ถ้าขนาดของคลื่นใหญ่กว่าเขื่อน คลื่นก็จะเคลื่อนที่ข้ามเขื่อนไปได้

ปัจจัยของการกระเจิงของแสง
      1) ขนาดความยาวคลื่น : แสงสีน้ำเงินมีคลื่นสั้น แสงสีแดงมีคลื่นยาว แสงคลื่นสั้นเกิดการกระเจิงได้ดีกว่าแสงคลื่นยาว
      2) ขนาดของอุปสรรค : โมเลกุลของก๊าซในบรรยากาศมีขนาดเล็ก ส่วนโมเลกุลของไอน้ำ และฝุ่นที่แขวนลอยในบรรยากาศมีขนาดใหญ่ 
      3) มุมที่แสงตกกระทบกับบรรยากาศ : แสงอาทิตย์เวลาเที่ยงทำมุมชันกับพื้นโลก แสงเดินทางผ่านมวลอากาศเป็นระยะทางสั้น ทำให้แสงเดินทางผ่านอุปสรรคไม่มากนัก ส่วนในตอนเช้าและตอนเย็นแสงอาทิตย์ทำมุมลาดกับพื้นโลก แสงเดินทางผ่านมวลอากาศเป็นระยะทางยาว ทำให้อุปสรรคตามทางเดินของแสงมีมาก 
      4) ปริมาณสารแขวนลอยในอากาศ : ในช่วงเวลาบ่ายและเย็น อากาศและพื้นผิวโลกมีอุณหภูมิสูง มีฝุ่นละอองลอยอยู่ในอากาศมาก เป็นอุปสรรคขวางกั้นทางเดินของแสง


การเคลื่อนที่ข้ามโมเลกุลอากาศของคลื่น
ท้องฟ้าเวลากลางวัน

      แสงอาทิตย์ทำมุมชันกับพื้นโลก แสงเดินทางผ่านบรรยากาศเป็นระยะทางสั้น อุปสรรคที่กีดขวางมีน้อย แสงสีม่วง คราม และน้ำเงิน มีความยาวคลื่นเล็กกว่าโมเลกุลของอากาศจึงกระเจิงไปบนท้องฟ้าในหลายทิศทาง ทำให้เรามองเห็นท้องฟ้าเป็นสีฟ้า ในบริเวณที่มีมลภาวะทางอากาศน้อย เช่น ตามเกาะในทะเล เราจะเห็นท้องฟ้าเป็นสีน้ำเงิน ส่วนในบริเวณที่มีมลภาวะ มีสารแขวนลอยในอากาศมาก แสงสีเขียวและสีเหลืองจะเกิดการกระเจิงด้วย เราจึงมองเห็นท้องฟ้าเป็นสีฟ้าอ่อน
      หมายเหตุ : แม้ว่ารังสีจากดวงอาทิตย์มีความยาวคลื่นที่ให้พลังงานสูงสุด (lmax) อยู่ในย่านสีเหลือง แต่เราจะมองเห็นดวงอาทิตย์เป็นสีขาวในเวลากลางวัน เนื่องจากความเข้มของแสงอาทิตย์มีมาก


ท้องฟ้าเวลาเช้า และเวลาเย็น
     แสงอาทิตย์ทำมุมลาดกับพื้นโลก แสงเดินทางผ่านมวลอากาศเป็นระยะทางยาว อุปสรรคที่ขวางกั้นมีมาก แสงสีม่วง คราม และน้ำเงิน ไม่สามารถเดินทางผ่านอุปสรรคไปได้ จึงกระเจิงอยู่รอบนอก ส่วนแสงสีเหลือง ส้ม และแดง กระเจิงในแนวราบตามแนวลำแสง ทำให้เรามองเห็นดวงอาทิตย์และท้องฟ้าในบริเวณใกล้เคียงเป็นสีแดง
      หมายเหตุ : ท้องฟ้าเวลาเย็นมีสีแดงมากกว่าตอนรุ่งเช้า เนื่องจากอุณหภูมิสูงในตอนบ่าย ทำให้มีฝุ่นละอองในอากาศมากกว่าตอนเช้า ประกอบกับฝุ่นละอองในอากาศถูกชะล้างด้วยน้ำค้างในตอนเช้ามืด ดังนั้นตอนเย็นจึงมีการกระเจิงของแสงสีแดงมากกว่าตอนเช้า
 
ขอขอบคุณข้อมูลจาก  http://krurukbie.blogspot.com/2011/10/blog-post_353.html
 


เข้าชม : 741


บทความ 5 อันดับล่าสุด

SAR ศูนย์วิทยาศาสตร์เพื่อการศึกษาขอนแก่น ปีงบประมาณ 2560 ( 12 ธ.ค. 2560 )
มารู้จัก "โคลน/ทรายดูด" พร้อมข้อปฏิบัติฉุกเฉิน ก่อนจะยิ่งจมกว่าเดิม ( 28 ก.ย. 2559 )
แอบส่อง! อาหารนักบินอวกาศ ที่ไม่เหมือนกับอาหารคนบนโลก ( 28 ก.ย. 2559 )
ความเชื่อที่ผิด! "สุนัขต้องกิน+แทะกระดูก" คนให้อาจจะบาปไปตลอดชีวิต ( 28 ก.ย. 2559 )
สงสัยมั้ย? "เพนกวิน" ทนอยู่กับหนาวเย็นทั้งชีวิตได้ยังไง ( 28 ก.ย. 2559 )
© Copyright 2010, allright reserved by ศูนย์วิทยาศาสตร์เพื่อการศึกษาขอนแก่น
ถนนมิตรภาพ (กม.ที่ 44-45) ต.บ้านไผ่ อ.บ้านไผ่ จ.ขอนแก่น 40110  โทรศัพท์  043-274154 - 5   แฟ็กซ์  043-274046

ระบบจัดการเว็บไซต์    ขอนแก่นเว็บดอทคอม