ເປັນຫຍັງທ້ອງຟ້າຈຶ່ງເປັນສີຟ້າ: ຄຳອະທິບາຍທາງດາລາສາດ
ທ້ອງຟ້າສີຟ້າແມ່ນໜຶ່ງໃນຄວາມງາມທາງທຳມະຊາດທີ່ພວກເຮົາມັກທຸກໆມື້. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ທ່ານເຄີຍສົງໄສບໍ່ວ່າເປັນຫຍັງທ້ອງຟ້າຈຶ່ງເປັນສີຟ້າ? ຄຳຖາມນີ້ອາດເບິ່ງຄືວ່າງ່າຍດາຍ, ແຕ່ຄຳຕອບທາງວິທະຍາສາດກ່ຽວຂ້ອງກັບແນວຄວາມຄິດທາງຟີຊິກທີ່ເລິກເຊິ່ງ. ໃນບົດຄວາມນີ້, ພວກເຮົາຈະຄົ້ນຫາຄຳອະທິບາຍທາງດາລາສາດບາງຢ່າງສຳລັບປະກົດການນີ້ ແລະ ເຂົ້າໃຈສິ່ງທີ່ເກີດຂຶ້ນໃນຊັ້ນບັນຍາກາດຂອງໂລກເພື່ອເຮັດໃຫ້ທ້ອງຟ້າປະກົດເປັນສີຟ້າ.
ຫຼັກການພື້ນຖານຂອງແສງສະຫວ່າງ ແລະ ການຂະຫຍາຍພັນແສງສະຫວ່າງ
ເພື່ອເຂົ້າໃຈວ່າເປັນຫຍັງທ້ອງຟ້າຈຶ່ງເປັນສີຟ້າ, ກ່ອນອື່ນໝົດພວກເຮົາຕ້ອງເຂົ້າໃຈຫຼັກການພື້ນຖານບາງຢ່າງກ່ຽວກັບແສງສະຫວ່າງ. ແສງສະຫວ່າງມີຫຼາຍຄື້ນຄວາມຍາວທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ເຊິ່ງແຕ່ລະຄື້ນຈະກຳນົດສີສະເພາະ. ແສງສະຫວ່າງສີຂາວຈາກດວງອາທິດຕົວຈິງແລ້ວປະກອບດ້ວຍຄື້ນສີທີ່ແຕກຕ່າງກັນ ເຊິ່ງເມື່ອລວມເຂົ້າກັນແລ້ວຈະປະກົດເປັນສີຂາວຕໍ່ຕາຂອງພວກເຮົາ. ສິ່ງນີ້ສາມາດເຫັນໄດ້ໃນຮຸ້ງ, ເຊິ່ງຈະປາກົດຂຶ້ນເມື່ອແສງແດດຖືກແຍກອອກດ້ວຍຢອດນໍ້າໃນຊັ້ນບັນຍາກາດ.
ໜຶ່ງໃນຫຼັກການພື້ນຖານໃນຟີຊິກຂອງແສງສະຫວ່າງແມ່ນປະກົດການທີ່ຮູ້ຈັກກັນໃນນາມການກະແຈກກະຈາຍ. ການກະແຈກກະຈາຍຂອງແສງສະຫວ່າງເກີດຂຶ້ນເມື່ອຄື້ນແສງປະທະກັບອະນຸພາກຂະໜາດນ້ອຍໃນຊັ້ນບັນຍາກາດ, ເຊັ່ນ: ໂມເລກຸນອາຍແກັສ ແລະ ອະນຸພາກຂີ້ຝຸ່ນ. ການກະແຈກກະຈາຍນີ້ສາມາດເກີດຂຶ້ນໄດ້ຫຼາຍຮູບແບບ, ແຕ່ໜຶ່ງໃນສິ່ງທີ່ສຳຄັນທີ່ສຸດໃນສະພາບການຂອງທ້ອງຟ້າສີຟ້າແມ່ນເປັນທີ່ຮູ້ຈັກກັນໃນນາມການກະແຈກກະຈາຍ Rayleigh.
ການກະແຈກກະຈາຍຂອງ Rayleigh
ທ່ານ John William Strutt, ທີ່ຮູ້ກັນດີໃນນາມ Lord Rayleigh, ເປັນນັກວິທະຍາສາດຜູ້ທີ່ໄດ້ໃຫ້ຄຳອະທິບາຍທາງຄະນິດສາດສຳລັບການກະແຈກກະຈາຍຂອງແສງໂດຍອະນຸພາກຂະໜາດນ້ອຍເປັນຄັ້ງທຳອິດ. ປະກົດການນີ້ໃນປະຈຸບັນເອີ້ນວ່າການກະແຈກກະຈາຍຂອງ Rayleigh. ການກະແຈກກະຈາຍຂອງ Rayleigh ອະທິບາຍວ່າແສງຜ່ານການກະແຈກກະຈາຍທີ່ແຕກຕ່າງກັນໄປຕາມຄວາມຍາວຄື້ນຂອງມັນ. ການກະແຈກກະຈາຍຂອງ Rayleigh ມີປະສິດທິພາບຫຼາຍກວ່າສຳລັບຄວາມຍາວຄື້ນສັ້ນ, ເຊັ່ນ: ສີຟ້າ ແລະ ສີມ່ວງ, ກ່ວາຄວາມຍາວຄື້ນທີ່ຍາວກວ່າ, ເຊັ່ນ: ສີແດງ ແລະ ສີເຫຼືອງ.
ເນື່ອງຈາກໂມເລກຸນອາຍແກັສໃນຊັ້ນບັນຍາກາດຂອງໂລກ (ໂດຍສະເພາະແມ່ນໄນໂຕຣເຈນ ແລະ ອົກຊີເຈນ) ກະຈາຍແສງສີຟ້າໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບຫຼາຍຂຶ້ນ, ສີນີ້ຈຶ່ງມີອິດທິພົນຫຼາຍຂຶ້ນໃນຕອນກາງເວັນເມື່ອແສງແດດສ່ອງເຖິງຊັ້ນບັນຍາກາດຂອງພວກເຮົາໂດຍກົງ. ສິ່ງນີ້ສ່ວນໃຫຍ່ຕອບຄຳຖາມວ່າເປັນຫຍັງທ້ອງຟ້າຈຶ່ງມີສີຟ້າໃນຕອນກາງເວັນ.
ເປັນຫຍັງຈຶ່ງບໍ່ແມ່ນສີມ່ວງ?
ແລ້ວສີມ່ວງລະ? ສີມ່ວງຍັງມີຄວາມຍາວຄື້ນສັ້ນ ແລະ ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງກະແຈກກະຈາຍໄປໂດຍໂມເລກຸນອາຍແກັສໃນຊັ້ນບັນຍາກາດ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ເຫດຜົນທີ່ພວກເຮົາບໍ່ເຫັນທ້ອງຟ້າສີມ່ວງແມ່ນຍ້ອນສອງເຫດຜົນຫຼັກ. ທຳອິດ, ຕາຂອງມະນຸດມີຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ສີຟ້າຫຼາຍກວ່າສີມ່ວງ. ຈໍປະສາດຕາຂອງພວກເຮົາປະກອບດ້ວຍຈຸລັງຮູບຈວຍສາມປະເພດ, ແຕ່ລະຊະນິດມີຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ສີແດງ, ສີຂຽວ ແລະ ສີຟ້າ. ຈຸລັງຮູບຈວຍທີ່ມີຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ສີຟ້າກໍ່ມີຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ສີມ່ວງໃນລະດັບໜຶ່ງ, ແຕ່ບໍ່ຫຼາຍເທົ່າກັບຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ສີຟ້າ.
ອັນທີສອງ, ແສງສີມ່ວງສ່ວນໃຫຍ່ຂອງດວງອາທິດຖືກດູດຊຶມໂດຍຊັ້ນໂອໂຊນໃນຊັ້ນບັນຍາກາດເທິງ. ນີ້ໝາຍຄວາມວ່າແສງສີມ່ວງຈະໄປເຖິງໜ້າດິນຂອງໂລກໜ້ອຍກວ່າແສງສີຟ້າ, ເຮັດໃຫ້ທ້ອງຟ້າເບິ່ງຄືວ່າເປັນສີຟ້າສຳລັບພວກເຮົາ.
ຜົນກະທົບຍາມຄ່ຳຄືນ ແລະ ຮຸ່ງເຊົ້າ
ເມື່ອຕາເວັນຕົກດິນ ຫຼື ຕອນເຊົ້າຂຶ້ນ, ພວກເຮົາມັກຈະເຫັນສີຂອງຄື້ນແສງເຊັ່ນ: ສີແດງ, ສີສົ້ມ, ແລະ ສີເຫຼືອງໃນທ້ອງຟ້າ. ສິ່ງນີ້ເກີດຂຶ້ນຍ້ອນວ່າຕຳແໜ່ງຕ່ຳຂອງດວງອາທິດຢູ່ເທິງຂອບຟ້າໝາຍຄວາມວ່າແສງສະຫວ່າງຂອງມັນຕ້ອງຜ່ານຊັ້ນບັນຍາກາດທີ່ໜາກວ່າເວລາທີ່ດວງອາທິດຢູ່ຈຸດສູງສຸດ. ໃນລະຫວ່າງການເດີນທາງທີ່ຍາວນານກວ່ານີ້, ແສງສີຟ້າ ແລະ ສີມ່ວງສ່ວນໃຫຍ່ຈະກະແຈກກະຈາຍອອກຈາກສາຍຕາຂອງພວກເຮົາ, ເຮັດໃຫ້ຄື້ນແສງສີແດງ ແລະ ສີສົ້ມທີ່ກະແຈກກະຈາຍໜ້ອຍກວ່ານັ້ນໄປເຖິງຕາຂອງພວກເຮົາ.
ປະກົດການນີ້ຍັງສາມາດອະທິບາຍໄດ້ໂດຍຫຼັກການຂອງການກະແຈກກະຈາຍຂອງແສງ Mie, ເຊິ່ງອະທິບາຍເຖິງການກະແຈກກະຈາຍຂອງແສງໂດຍອະນຸພາກຂະໜາດໃຫຍ່ໃນຊັ້ນບັນຍາກາດເຊັ່ນ: ຝຸ່ນ, ຄວັນ, ແລະຢອດນໍ້າ. ການກະແຈກກະຈາຍຂອງແສງ Mie ບໍ່ມີຄວາມມັກໃນຄວາມຍາວຄື້ນຄືກັບການກະແຈກກະຈາຍຂອງ Rayleigh, ແຕ່ອະນຸພາກຂະໜາດໃຫຍ່ເຫຼົ່ານີ້ມີປະສິດທິພາບຫຼາຍກວ່າໃນຄວາມຍາວຄື້ນທີ່ຍາວກວ່າ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງເນັ້ນສີແດງ ແລະ ສີສົ້ມໃນຊ່ວງຕອນແລງ ແລະ ຕອນເຊົ້າ.
ການປ່ຽນແປງສີຂອງທ້ອງຟ້າໃນດາວເຄາະດວງອື່ນໆ
ສິ່ງທີ່ໜ້າສົນໃຈແມ່ນສີຂອງທ້ອງຟ້າເທິງໂລກບໍ່ແມ່ນປະກົດການທົ່ວໄປ. ທ້ອງຟ້າເທິງດາວເຄາະອື່ນໆໃນລະບົບສຸລິຍະສາມາດມີສີທີ່ແຕກຕ່າງກັນເນື່ອງຈາກສ່ວນປະກອບຂອງບັນຍາກາດ ແລະ ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງອະນຸພາກທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ຕົວຢ່າງ, ທ້ອງຟ້າເທິງດາວອັງຄານປະກົດເປັນສີແດງ, ແລະ ແສງແດດບາງສ່ວນເທິງໜ້າດິນຂອງດາວເຄາະປະກົດເປັນສີບົວ. ສິ່ງນີ້ເກີດຈາກອະນຸພາກຂີ້ຝຸ່ນສີແດງທີ່ເຕັມໄປດ້ວຍບັນຍາກາດຂອງດາວອັງຄານ ແລະ ກະຈາຍແສງໃນຫຼາຍວິທີທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.
ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, Titan, ໜຶ່ງໃນດວງຈັນຂອງດາວເສົາ, ມີຊັ້ນບັນຍາກາດທີ່ໜາແໜ້ນ ແລະ ມີເມກທີ່ອຸດົມໄປດ້ວຍມີເທນ. ແສງແດດທີ່ສ່ອງຜ່ານຊັ້ນບັນຍາກາດຂອງ Titan ຖືກກະແຈກກະຈາຍໂດຍອະນຸພາກມີເທນ, ເຮັດໃຫ້ເກີດສີສົ້ມປົນສີນ້ຳຕານໃນທ້ອງຟ້າ.
ສະຫຼຸບ
ທ້ອງຟ້າສີຟ້າແມ່ນຜົນມາຈາກການພົວພັນທີ່ສັບສົນລະຫວ່າງແສງແດດ ແລະ ຊັ້ນບັນຍາກາດຂອງໂລກ. ຫຼັກການຂອງການກະແຈກກະຈາຍ Rayleigh ອະທິບາຍວ່າເປັນຫຍັງແສງສີຟ້າຈຶ່ງກະແຈກກະຈາຍຫຼາຍຂຶ້ນໂດຍໂມເລກຸນອາຍແກັສໃນຊັ້ນບັນຍາກາດ, ໃນຂະນະທີ່ຄວາມອ່ອນໄຫວຂອງຕາມະນຸດ ແລະ ການກັ່ນຕອງແສງສີມ່ວງໂດຍຊັ້ນໂອໂຊນອະທິບາຍວ່າເປັນຫຍັງທ້ອງຟ້າຂອງພວກເຮົາຈຶ່ງບໍ່ປະກົດເປັນສີມ່ວງ. ປະກົດການນີ້ເຕືອນພວກເຮົາໃຫ້ນຶກເຖິງສິ່ງມະຫັດສະຈັນຂອງຟີຊິກ ແລະ ຄວາມງາມຂອງທຳມະຊາດທີ່ພວກເຮົາເຫັນທຸກໆມື້, ເຊິ່ງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຄວາມຮູ້ທາງວິທະຍາສາດສາມາດເສີມຂະຫຍາຍຄວາມຊື່ນຊົມຂອງພວກເຮົາຕໍ່ຄວາມເປັນຈິງທີ່ເບິ່ງຄືວ່າງ່າຍດາຍທີ່ຢູ່ອ້ອມຮອບພວກເຮົາ.
ປະກົດການນີ້ຍັງກະຕຸ້ນໃຫ້ພວກເຮົາເບິ່ງເລິກເຊິ່ງກວ່າ ແລະ ສອບຖາມກ່ຽວກັບລັກສະນະອື່ນໆຂອງຈັກກະວານຂອງພວກເຮົາ, ລວມທັງວິທີການທີ່ຫຼັກການທີ່ພວກເຮົາຮຽນຮູ້ຢູ່ເທິງໂລກສາມາດນຳໃຊ້ເພື່ອເຂົ້າໃຈສະພາບບັນຍາກາດ ແລະ ທ້ອງຟ້າໃນດາວເຄາະ ແລະ ດວງຈັນອື່ນໆໃນລະບົບສຸລິຍະຂອງພວກເຮົາ. ຜ່ານການຄົ້ນຄວ້າ ແລະ ການສຳຫຼວດທີ່ເລິກເຊິ່ງກວ່າ, ພວກເຮົາສາມາດເຂົ້າໃຈຄວາມງາມ ແລະ ຄວາມຊັບຊ້ອນຂອງຈັກກະວານໄດ້ຕື່ມອີກ.
