ເປັນຫຍັງທ້ອງຟ້າຈຶ່ງເປັນສີຟ້າຕາມພູມສາດ
ເຄີຍນັ່ງຢູ່ຂ້າງນອກໃນມື້ທີ່ມີແດດອອກ, ແນມເບິ່ງຂຶ້ນ, ແລະສົງໄສວ່າເປັນຫຍັງທ້ອງຟ້າຈຶ່ງເປັນສີຟ້າບໍ? ປະກົດການທຳມະຊາດທີ່ເບິ່ງຄືວ່າງ່າຍດາຍນີ້ ຕົວຈິງແລ້ວມີຄຳອະທິບາຍທາງວິທະຍາສາດທີ່ໜ້າສົນໃຈ ແລະ ສັບສົນ. ບົດຄວາມນີ້ມີຈຸດປະສົງເພື່ອຄົ້ນຫາສາເຫດ ແລະ ຜົນກະທົບທີ່ເຮັດໃຫ້ທ້ອງຟ້າເບິ່ງຄືວ່າເປັນສີຟ້າຈາກທັດສະນະທາງພູມສາດ, ເຊິ່ງກວມເອົາຟີຊິກບັນຍາກາດ ແລະ ປະກົດການທາງສາຍຕາ.
1. Pendahuluan
ພູມສາດແມ່ນສາຂາວິຊາວິທະຍາສາດທີ່ສຶກສາພື້ນຜິວໂລກ ແລະ ປະກົດການທຳມະຊາດຕ່າງໆທີ່ເກີດຂຶ້ນເທິງໂລກ, ລວມທັງສະພາບບັນຍາກາດ. ບັນຍາກາດຂອງໂລກມີບົດບາດສຳຄັນໃນການກຳນົດສີຂອງທ້ອງຟ້າທີ່ພວກເຮົາເຫັນທຸກໆມື້. ຈາກທັດສະນະທາງພູມສາດ, ສີຟ້າຂອງທ້ອງຟ້າແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງຢ່າງໃກ້ຊິດກັບວິທີທີ່ແສງແດດມີປະຕິກິລິຍາກັບອະນຸພາກບັນຍາກາດ.
2. ຟີຊິກພື້ນຖານ: ທິດສະດີການກະແຈກກະຈາຍ Rayleigh
ເພື່ອເຂົ້າໃຈວ່າເປັນຫຍັງທ້ອງຟ້າຈຶ່ງເປັນສີຟ້າ, ກ່ອນອື່ນໝົດພວກເຮົາຕ້ອງກວດສອບອົງປະກອບພື້ນຖານຂອງແສງສະຫວ່າງ ແລະ ວິທີທີ່ມັນພົວພັນກັບຊັ້ນບັນຍາກາດ. ແສງສະຫວ່າງຈາກດວງອາທິດ, ເຖິງແມ່ນວ່າມັນຈະເບິ່ງຄືວ່າເປັນສີຂາວສຳລັບພວກເຮົາ, ແຕ່ມັນປະກອບດ້ວຍສີຕ່າງໆທີ່ປະກອບເປັນລະດັບແສງສະຫວ່າງທີ່ເບິ່ງເຫັນໄດ້: ສີແດງ, ສີສົ້ມ, ສີເຫຼືອງ, ສີຂຽວ, ສີຟ້າ ແລະ ສີມ່ວງ.
ເມື່ອແສງແດດເຂົ້າສູ່ຊັ້ນບັນຍາກາດຂອງໂລກ, ມັນຈະປະທະກັບໂມເລກຸນອາກາດ ແລະ ອະນຸພາກອື່ນໆ. ການກະແຈກກະຈາຍແບບ Rayleigh ເປັນປະກົດການທີ່ອະທິບາຍວ່າແສງສະຫວ່າງກະແຈກກະຈາຍໂດຍອະນຸພາກທີ່ນ້ອຍກວ່າຄວາມຍາວຄື້ນຂອງມັນເອງ. ການກະແຈກກະຈາຍນີ້ມີປະສິດທິພາບຫຼາຍກວ່າສຳລັບຄວາມຍາວຄື້ນສັ້ນ (ສີຟ້າ ແລະ ສີມ່ວງ) ກ່ວາຄວາມຍາວຄື້ນທີ່ຍາວກວ່າ (ສີແດງ ແລະ ສີເຫຼືອງ).
3. ເປັນຫຍັງທ້ອງຟ້າຈຶ່ງບໍ່ແມ່ນສີມ່ວງ?
ເຖິງແມ່ນວ່າການກະແຈກກະຈາຍ Rayleigh ຈະແຮງກວ່າສຳລັບຄື້ນຄວາມຍາວສັ້ນ (ສີຟ້າ ແລະ ສີມ່ວງ), ແຕ່ພວກເຮົາມັກເຫັນທ້ອງຟ້າເປັນສີຟ້າຫຼາຍກວ່າສີມ່ວງ. ມີຫຼາຍເຫດຜົນສຳລັບປະກົດການນີ້:
- ລະດັບການເບິ່ງເຫັນຂອງມະນຸດ: ຕາຂອງມະນຸດມີຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ແສງສີຟ້າຫຼາຍກ່ວາແສງສີມ່ວງ.
- ສ່ວນປະກອບຂອງດວງອາທິດ: ດວງອາທິດປ່ອຍແສງສີຟ້າຫຼາຍກ່ວາແສງສີມ່ວງ.
- ການດູດຊຶມໂດຍຊັ້ນບັນຍາກາດ: ແສງສີມ່ວງບາງຊະນິດຖືກດູດຊຶມໂດຍຊັ້ນໂອໂຊນໃນຊັ້ນບັນຍາກາດຂອງໂລກ.
4. ພູມສາດບັນຍາກາດ ແລະ ການປ່ຽນແປງສີຂອງທ້ອງຟ້າ
ປັດໄຈທາງພູມສາດມີບົດບາດສຳຄັນຕໍ່ການປ່ຽນແປງຂອງສີຂອງທ້ອງຟ້າໃນສະຖານທີ່ ແລະ ສະພາບອາກາດທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ບາງປັດໄຈທາງພູມສາດທີ່ມີອິດທິພົນຕໍ່ສີຂອງທ້ອງຟ້າລວມມີ:
ກ. ຄວາມສູງ ແລະ ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງຊັ້ນບັນຍາກາດ
ໃນລະດັບຄວາມສູງທີ່ສູງຂຶ້ນ ແລະ ຊັ້ນບັນຍາກາດບາງລົງ ເຊັ່ນ ໃນພູເຂົາ, ທ້ອງຟ້າມັກຈະປະກົດຂຶ້ນມືດລົງ ແລະ ມີສີຟ້າເຂັ້ມກວ່າ. ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງຊັ້ນບັນຍາກາດທີ່ຕ່ຳກວ່າໝາຍຄວາມວ່າມີອະນຸພາກໜ້ອຍລົງທີ່ຈະກະແຈກກະຈາຍແສງ, ເຮັດໃຫ້ແສງສີຟ້າຫຼາຍຂຶ້ນສາມາດເຂົ້າເຖິງຕາຂອງພວກເຮົາໂດຍກົງ.
ຂ. ມົນລະພິດ ແລະ ຝຸ່ນລະອອງ
ໃນເຂດທີ່ມີລະດັບມົນລະພິດທາງອາກາດສູງ ເຊັ່ນ: ເມືອງໃຫຍ່, ຝຸ່ນລະອອງ ແລະ ມົນລະພິດອື່ນໆໃນຊັ້ນບັນຍາກາດສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດການກະແຈກກະຈາຍຂອງແສງ Mie, ເຊິ່ງເປັນການກະແຈກກະຈາຍປະເພດໜຶ່ງທີ່ມັກຈະກະແຈກກະຈາຍຄື້ນແສງຢ່າງສະໝໍ່າສະເໝີ. ສິ່ງນີ້ສາມາດເຮັດໃຫ້ທ້ອງຟ້າເບິ່ງມີສີຟ້າໜ້ອຍລົງ ແລະ ມີສີເທົາຫຼາຍຂຶ້ນ.
ຄ. ສະພາບອາກາດ
ປັດໄຈດ້ານສະພາບອາກາດຍັງມີບົດບາດສຳຄັນໃນການກຳນົດສີຂອງທ້ອງຟ້າ. ໃນມື້ທີ່ມີເມກຫຼາຍ, ອະນຸພາກນ້ຳໃນກ້ອນເມກຈະກະແຈກກະຈາຍຄື້ນແສງທັງໝົດເທົ່າໆກັນ, ເຮັດໃຫ້ທ້ອງຟ້າເບິ່ງເປັນສີເທົາ ຫຼື ສີຂາວ. ໃນມື້ທີ່ອາກາດແຈ່ມໃສ, ມີຄວາມຊຸ່ມຊື່ນຕ່ຳ, ທ້ອງຟ້າຈະເບິ່ງເປັນສີຟ້າສົດໃສຂຶ້ນຍ້ອນການກະແຈກກະຈາຍຂອງແສງເຣລີ (Rayleigh) ທີ່ໂດດເດັ່ນ.
5. ຕອນແລງ ແລະ ຕອນເຊົ້າມືດ: ປະກົດການຂອງການເລື່ອນສີ
ໃນຊ່ວງຕອນແລງ ແລະ ຕອນເຊົ້າມືດ, ທ້ອງຟ້າຈະປ່ຽນຈາກສີຟ້າເປັນສີແດງ, ສີສົ້ມ, ແລະ ສີມ່ວງ. ນີ້ແມ່ນຍ້ອນຕຳແໜ່ງຂອງດວງອາທິດຢູ່ເທິງຂອບຟ້າ ແລະ ເສັ້ນທາງທີ່ຍາວກວ່າແສງສະຫວ່າງຈະສ່ອງຜ່ານຊັ້ນບັນຍາກາດ. ເມື່ອດວງອາທິດຢູ່ໃກ້ກັບຂອບຟ້າ, ແສງສະຫວ່າງຕ້ອງຜ່ານຊັ້ນບັນຍາກາດທີ່ໜາກວ່າເວລາທີ່ມັນຢູ່ເໜືອດວງອາທິດໂດຍກົງ.
ການກະແຈກກະຈາຍຂອງ Rayleigh ເຮັດໃຫ້ແສງສີຟ້າກະແຈກກະຈາຍອອກຈາກສາຍຕາຂອງພວກເຮົາ, ເຮັດໃຫ້ຄວາມຍາວຄື້ນທີ່ຍາວກວ່າເຊັ່ນ: ສີແດງ ແລະ ສີສົ້ມມີຄວາມໂດດເດັ່ນຫຼາຍຂຶ້ນ. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ອະນຸພາກຂີ້ຝຸ່ນ ແລະ ມົນລະພິດອື່ນໆໃນຊັ້ນບັນຍາກາດສາມາດຂະຫຍາຍຜົນກະທົບນີ້ໄດ້, ເຮັດໃຫ້ມີການປັບສີທີ່ສວຍງາມໃນຊ່ວງຕອນແລງ ແລະ ຕອນເຊົ້າ.
6. ການວິເຄາະພາຍນອກ: ປັດໄຈອື່ນໆທີ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ສີຂອງທ້ອງຟ້າ
ກ. ອິດທິພົນທາງວິທະຍາສາດກ່ຽວກັບນ້ຳກ້ອນ
ໃນເຂດຂົ້ວໂລກ, ສະພາບບັນຍາກາດ ແລະ ການສະທ້ອນຈາກໜ້ານ້ຳກ້ອນ ແລະ ຫິມະກໍ່ສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ສີຂອງທ້ອງຟ້າເຊັ່ນກັນ. ສ່ວນຫຼາຍແລ້ວ, ທ້ອງຟ້າອາດຈະເບິ່ງຄືວ່າຈືດລົງ ຫຼື ເປັນສີເທົາຂຶ້ນຍ້ອນແສງແດດທີ່ສະທ້ອນອອກຈາກຫິມະ ແລະ ນ້ຳກ້ອນ.
ຂ. ປັດໄຈທາງຊີວະພາບ
ຈຸລິນຊີ ແລະ ພືດພັນບາງຊະນິດທີ່ປ່ອຍອາຍລະອອງອອກສູ່ຊັ້ນບັນຍາກາດສາມາດມີບົດບາດໃນການກະຈາຍແສງທີ່ເກີດຂຶ້ນ. ອາຍລະອອງເຫຼົ່ານີ້ສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດການປ່ຽນແປງຂອງສີຂອງແສງທີ່ພວກເຮົາເຫັນໃນຊັ້ນບັນຍາກາດ.
7. ເຄ ສີມພູລານ
ຈຸດສຸມຫຼັກໃນການອະທິບາຍວ່າເປັນຫຍັງທ້ອງຟ້າຈຶ່ງເປັນສີຟ້າແມ່ນການເຂົ້າໃຈບົດບາດຂອງການກະແຈກກະຈາຍຂອງ Rayleigh ແລະວິທີທີ່ແສງສະຫວ່າງມີປະຕິສຳພັນກັບບັນຍາກາດ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການວິເຄາະທາງພູມສາດໄດ້ເພີ່ມມິຕິໃໝ່ໃຫ້ກັບການເຂົ້າໃຈການປ່ຽນແປງຂອງສີທ້ອງຟ້າໃນທົ່ວສະພາບພູມສາດ ແລະ ບັນຍາກາດ.
ພູມສາດບໍ່ພຽງແຕ່ກວດສອບພື້ນຜິວໂລກເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງກວດສອບປະກົດການບັນຍາກາດທີ່ມີອິດທິພົນຕໍ່ການຮັບຮູ້ທຳມະຊາດຂອງພວກເຮົາ. ໂດຍການເຂົ້າໃຈຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງແສງສະຫວ່າງ ແລະ ບັນຍາກາດພາຍໃນປະກົດການທາງພູມສາດທີ່ຫຼາກຫຼາຍ, ພວກເຮົາສາມາດຊື່ນຊົມກັບສິ່ງມະຫັດສະຈັນທາງທຳມະຊາດທີ່ປາກົດຂຶ້ນເໜືອພວກເຮົາທຸກໆມື້ໄດ້ດີຂຶ້ນ. ທ້ອງຟ້າສີຟ້າແມ່ນຜົນມາຈາກການພົວພັນທີ່ສັບສົນນີ້, ເຊິ່ງລວມເອົາອົງປະກອບຂອງຟີຊິກ, ເຄມີສາດ ແລະ ພູມສາດເຂົ້າກັນເປັນທິວທັດທີ່ສວຍງາມອັນດຽວ.
