Səmanın mavi olmasının səbəbi
Mavi səma, tez-tez adi bir şey kimi qəbul etdiyimiz gündəlik bir mənzərədir. Lakin bu gözəl mavi səmanın arxasında maraqlı və olduqca mürəkkəb bir fiziki fenomen dayanır. Səma niyə mavidir? Bu fenomeni anlamaq üçün atmosfer fizikasının əsas anlayışlarını, işığın səpələnməsini və günəş işığı ilə Yer atmosferi arasındakı qarşılıqlı təsiri dərindən araşdırmalıyıq.
Günəş işığı və rəng spektri
Günəş işığı gözlərimizə ağ görünür, amma əslində işıq spektrində görünə bilən bir çox rəngdən ibarətdir. Bu spektr göy qurşağının rənglərindən ibarətdir: qırmızı, narıncı, sarı, yaşıl, mavi, indigo və bənövşəyi. Spektrdəki hər rəngin fərqli dalğa uzunluğu var, qırmızı üçün təxminən 700 nanometrdən bənövşəyi üçün təxminən 400 nanometrə qədər.
Günəş işığı Yer atmosferinə daxil olduqda, atmosferdəki kiçik molekullar və hissəciklərlə qarşılıqlı təsir göstərir. Bu fenomen günün vaxtından və şəraitdən asılı olaraq səmanın rənginin dəyişməsinə səbəb olur. Reyli səpələnməsi səmanın niyə adətən mavi göründüyünü anlamaq üçün açardır.
Reyli səpələnməsi
Reyli səpələnməsi, işığın dalğa uzunluğundan daha kiçik hissəciklər tərəfindən səpələnməsi fenomenidir. Effekt, 19-cu əsrin sonlarında bu fenomeni ilk dəfə izah edən ingilis fiziki, daha çox Lord Reyli kimi tanınan Baron Con Uilyam Struttın adını daşıyır.
Reyli səpələnməsində səpələnmiş işığın intensivliyi işığın dalğa uzunluğunun dördüncü dərəcəsi ilə tərs mütənasibdir. Bu o deməkdir ki, daha qısa dalğa uzunluqlarına malik işığın (məsələn, mavi və bənövşəyi) daha uzun dalğa uzunluqlarına malik işığından (məsələn, qırmızı və narıncı) daha çox səpələnməsi müşahidə olunur.
Bənövşəyi işıq mavi işıqdan daha çox səpələnsə də, insan gözü mavi və yaşıl işığa daha həssasdır. Buna görə də səmada daha çox bənövşəyi işıq səpələnsə də, səma bizə mavi görünür.
Yer atmosferi
Yer atmosferi azot (təxminən 78%) və oksigen (təxminən 21%) daxil olmaqla müxtəlif qazlardan ibarətdir. Həmçinin, arqon, karbon qazı, neon və daha az miqdarda bir neçə digər qaz da var. Bu hissəciklər işığın səpələnməsində rol oynayır.
Günəş işığı atmosferə daxil olduqda, onun qısa dalğa uzunluqları qaz molekulları tərəfindən hər tərəfə səpələnir. Daha qısa dalğa uzunluğuna malik mavi işıq, daha uzun dalğa uzunluğuna malik qırmızı işıqdan daha effektiv şəkildə səpələnir. Buna görə də, səmaya baxanda hər tərəfdən mavi işıqla səpələnmiş bir səma görürük.
Lakin günəş üfüqdə olduqda, məsələn, gün doğanda və ya batanda, onun işığı atmosferin daha qalın təbəqəsindən keçməlidir. Mavi işıq hər tərəfə daha tez səpələnir və gözlərimizə çatmır. Əksinə, qırmızı və narıncı kimi daha uzun dalğa uzunluqlarına malik işıq mavi işıq qədər intensiv şəkildə səpələnmir və gözlərimizə çatır, ona görə də günəşi narıncı və ya qırmızı kimi görürük.
Çirklənmə və onun Səma Rənginə Təsiri
Atmosferdə təbii olaraq meydana gələn qaz hissəcikləri ilə yanaşı, müxtəlif çirkləndiricilər də səmanın rənginə təsir göstərə bilər. Tüstü, toz və aerozol hissəcikləri kimi çirkləndiricilər Mie səpələnməsinə səbəb ola bilər ki, bu da Reyli səpələnməsindən fərqlənir, çünki bu, səpələnmiş işığın dalğa uzunluğuna bənzər ölçüdə hissəcikləri əhatə edir.
Mie səpələnməsinin güclü dalğa uzunluğundan asılılığı yoxdur, buna görə də bütün rənglər təxminən bərabər şəkildə səpələnir. Bu, səmanın ağ və ya boz görünməsinə səbəb ola bilər. Hava çirkliliyinin yüksək olduğu şəhərlərdə, tez-tez təmiz kənd yerlərinə nisbətən səmanın daha solğun və daha az mavi göründüyünü görürük.
Bundan əlavə, hava çirkliliyi turşu yağışı və fotokimyəvi duman kimi digər hadisələrə də səbəb ola bilər ki, bu da təkcə səmanın rənginə deyil, həm də havanın keyfiyyətinə və insan sağlamlığına təsir göstərir.
Mövsümi Dəyişikliklər və Coğrafi Yerləşmə
Mövsümi dəyişikliklər səmanın rənginə də təsir göstərir. Yayda hava daha təmiz və quru olmağa meyllidir, bu da Reyli səpələnməsini daha təsirli edir və səma daha parlaq mavi görünür. Bu arada, yağışlı və ya qış fəsillərində yüksək rütubət və buludlar tez-tez səmanı örtür və onu bir az daha solğun və ya boz göstərir.
Coğrafi yerləşmə də səmanın rənginə təsir göstərir. Qütb bölgələrində güclü küləklər və təmiz hava qütb səmalarını çox mavi və aydın göstərir. Əksinə, ekvatora yaxın ərazilərdə yüksək rütubət və tez-tez bulud əmələ gəlməsi səbəbindən səma daha ağ və ya boz görünə bilər.
Nəticə
Hər gün gördüyümüz səma, Rayleigh səpələnməsi səbəbindən mavi görünür. Bu fiziki fenomendə mavi kimi daha qısa dalğa uzunluqlarına malik işığın atmosferdəki kiçik hissəciklər tərəfindən daha güclü şəkildə səpələnməsi müşahidə olunur. Gözlərimiz bənövşəyi işığa nisbətən mavi işığa daha həssasdır, buna görə də bənövşəyi işıq daha çox səpələnsə də, səma mavi görünür.
Bundan əlavə, hava çirkliliyi, fəsillər və coğrafi yerləşmə kimi müxtəlif amillər də səmanın rənginin müəyyən edilməsində rol oynayır. Bu hadisələri anlamaqla təbiətin zahirən sadə, lakin inanılmaz dərəcədə mürəkkəb gözəlliyini daha yaxşı qiymətləndirə bilərik.
Beləliklə, aydın bir gündə mavi səmaya baxanda unutmayın ki, bu görünən gözəlliyin arxasında maraqlı bir elm var. Kainat sirrlərlə doludur və mavi səma öyrənilməsini və başa düşülməsini gözləyən bir çox fenomendən yalnız biridir.
