به نظر نيوتن رنگهاي ظاهري اجسام طبيعي بستگي به اين دارد كه از آنها چه رنگي شديدتر منعكس يا به سوي بيننده پراكنده مي شود . به طور كلي ، شيوه ساده اي وجود ندارد كه براساس ساختار سطح تركيب شيميايي و مانند آنها پيش بيني كنيم كه آن ماده چه رنگهايي را منعكس يا پراكنده مي كند. با اين همه ، علت آبي بودن رنگ آسمان را با استدلال ساده اي مي توان توضيح داد.
همان طور كه تامس يانگ با آزمايش نشان داد، طول موجهاي گوناگون
نور رنگهاي متفاوت دارند، طول موج نور را با واحد نانومتر يا با واحد آنگستروم
مي سنجند. دامنه طيف قابل رؤيت براي آدمي nm
400 براي نور بنفش تا حدود nm
700 براي نور قرمز است.
مانع هاي كوچك مي توانند انرژي يك موج فرودي را در همه جهتها پراكنده كنند، و مقدار پراكندگي بستگي به طول موج دارد.
به عنوان يك قاعده كلي، هر چه طول موج در مقايسه با اندازه مانع بزرگتر باشد، موج به وسيله مانع كمتر پراكنده مي شود. براي ذراتي كوچكتر از يك طول موج، مقدار پراكندگي نور با عكس توان چهارم طول موج تغيـــيــر مي كند. مثلاً ، طول‌موج نور قرمز در حدود دو برابر طول موج نور آبي است. بنابراين پراكندگي نور قرمز در حدود يك شانزدهم پراكندگي نور آبي است.
اكنون مي توانيد بفهميد كه چرا رنگ آسمان آبي است. نور خورشيد به وسيله مولكولها و ذرات گرد و غبار موجود در آسمان ، كه معمولاً در مقايسه با طول موجهاي نور مرئي بسيار كوچكند، پراكنده مي شود. به اين ترتيب، نور طول موجهاي كوتاه (نور آبي) بسيار شديدتر از نور طول موجهاي بلندتر به وسيله اين ذرات پراكنده مي شوند. وقتي كه به آسمان صاف نگاه مي كنيم ، بيشتر اين نور پراكنده شده است كه به چشم ما مي رسد. دامنه طول موجهاي كوتاه پراكنده شده (وحساسيت چشم آدمي به رنگ) منجر به احساس رنگ آبي مي شود. از سوي ديگر، فرض مي كنيم كه در يك روز مه آلود به آسمان نگاه مي كنيم.
در اين صورت ، نور آبي باريكه اي كه به چشم ما مي رسد به طور كامل پراكنده شده است ، در حالي كه طول موجهاي بلندتر پراكنده نشده اند. بنابراين، احساس مي كنيم كه رنگ خورشيد متمايل به قرمز شده است.
اگر آسمان جوي نداشت، آسمان سياه به نظر مي‌رسيد، و ستارگان در
روز ديده مي شدند. در واقع از ارتفاع Km
16 به بالا، كه در آنجا جو زمين بسيار رقيق مي شود، همان طوري كه فضانوردان دريافته
اند ، آسمان سياه به نظر مي رسد و ستارگان در روز ديده مي شوند.
گاهي هوا داراي ذرات گرد و غبار يا قطره هاي آبي به بزرگي طول موج نور مرئي است. اگر چنين باشد، رنگهايي جز رنگ آبي ممكن است به شدت پراكنده شوند. مثلاً، كيفيت رنگي آسمان با بخار آب موجود در جو زمين تغيير مي كند. روزهايي كه هوا صاف و خشك است، آسمان آبي تر از روزهايي است كه رطوبت هوا زياد است. آسمان نيلگون ايتاليا و يونان ، كه قرن‌ها الهام‌بخش شاعران و نقاشان بوده است، به سبب خشكي استثنايي هواي اين سرزمينهاست.
مه آبي ـ خاكستري رنگي كه گاهي شهرهاي بزرگ را مي‌پوشاند بيشتر
به سبب ذراتي است كه از موتورهاي درون‌سوز (اتومبيلها ، كاميونها) و كارخانه هاي
صنعتي منتشر شده اند. موتور اتومبيل، حتي وقتي كه در حالت خلاص كار مي كند، در
هر ثانيه بيشتر از 100 ميليارد ذره منتشر مي كند. بيشتر اين ذره ها نامرئي هستند
و اندازه آنها در حدود m
0/000001 است . چنين ذره هايي كالبدي براي تجمع گازها ، مايعات و ذرات جامد ديـگــــــر
مي‌شوند. اين ذره هاي بزرگتر سبب پراكندگي نور و تيرگي هوا مي شوند. گرانش بر اين
ذره ها تا وقتي كه بر اثر تجمع مواد بيشتر در اطراف آنها خيلي بزرگ نشده اند چندان
تأثيري ندارد. اين ذرات اگر بر اثر باران و برف مكرر شسته نشوند ممكن است ماهها
در جو زمين بمانند. تأثير چنين ابرهاي غبارآلودي بر آب و هوا و بر سلامتي آدمي
بسيار مهم است.
گردآورنده : مريم
سبزوار