צבע החלל, צבע השמיים


החלל הוא שחור. אז מדוע אנחנו רואים זאת רק בחושך ? מדוע , כאשר יש יום , השמיים הם כחולים ?

התשובה

האטמוספירה של כדור הארץ היא זו המונעת מאיתנו ביום לראות את שחור החלל. ככל שעולים גבוה יותר באטמוספירה צבע השמיים בכחול נעשה יותר ויותר כהה,
עד שבגובה מסוים כבר השמיים נראים כמעט שחורים. על פני הירח אין אטמוספירה ולפיכך גם ביום השמיים שחורים.

אור השמש החודר לאטמוספירה אינו עובר דרכה ללא הפרעה. מולקולות האוויר וחלקיקי אבק זעירים המרחפים באטמוספירה בולעים במקצת את קרינת השמש ומפזרים במקצת אותה לצדדים. הבליעה של הגזים האטמוספרים באור הנראה היא קטנה מאוד,
ולכן האטמוספירה נראת לנו שקופה (אולם בליעת האולטרה סגול והקרינות האנרגטיות יותר מאוד משמעותית, למרבה המזל).
הפיזור הוא האחראי לצבע השמיים. פיזור – הכוונה לשינוי כיוון התקדמות האור בצורה אקראית. קרני השמש שעוברות פיזור אינן ממשיכות להתקדם בקו ישר אלא מפוזרות לצדדים. כך, האור המגיע אלינו ביום אינו נובע רק מהקרינה הישירה של השמש אלא גם מאור השמש שעבר מספר רב של פיזורים באטמוספירה
ונראה כאילו הוא בוקע מהשמיים ולא מהשמש.
זו הסיבה לכך שבצל לא שורר ממש חושך. הקרינה המפוזרת המגיע אלינו מכל פני השמיים היא זו האחראית לצבעם. כפי שניתן לראות בתמונה, המתעדת את זריחת הירח כפי שתועדה ממעברת החלל,
כחול השמיים פוסק בגובה מסוים היות והאטמוספירה שם דלילה ביותר ואינה מסוגלת לפזר במידה ניכרת את קרני השמש.

פיזור אור השמש באטמוספירה כתוצאה ממולקולות האוויר נקרא פיזור ריילי. פיזור האור על ידי חלקיקי אבק שונים או רסיסי מים זעירים נקרא פיזור מי. האור הנראה מורכב ממגוון צבעים אשר לכל אחד מהם אורך גל אופייני.
אורך הגל של האור הסגול הוא הקצר ביותר והוא כ 0.4 מיקרון (מיקרון = אלפית המילימטר = מיליונית המטר), אור הגל של האדום הוא הארוך ביותר והוא כ 0.7 מיקרון.
מולקולות האוויר הן קטנות בהרבה וגודלם כאלפית המיקרון, חלקיקי האבק הם גדולים בהרבה וגודלם נע בין עשרות לבין מאות מיקרונים, טיפות ענן הן בד'כ גדולות מ 100 מיקרון.
פיזור ריילי הוא פיזור מחלקיקים הקטנים ביחס לאורך הגל של האור,
פיזור מי הוא פיזור על ידי חלקיקים הגדולים ביחס לאורך הגל של האור. פיזור מי הוא במידה שווה לכל אורכי הגל ולפיכך האור המפוזר כולל את כל גווני הצבע והוא לבן (אור לבן = ערבוב של כל גווני האור).
זו הסיבה שבאטמוספירה מאובקת נראים השמיים לבנבנים וזו הסיבה לכך שהעננים הם לבנים. פיזור ריילי הוא לעומת זאת תלוי אורך גל:
ככל שאורך הגל של האור קטן יותר הפיזור משמעותי יותר. לפיכך, קרינת השמש הסגולה מפוזרת על ידי מולקולות האוויר יותר מקרינת השמש בכחול אשר מפוזרת יותר מאשר קרינת השמש בירוק
אשר מפוזרת יותר מקרינת השמש בצהוב. קרינת השמש באדום מפוזרת פיזור ריילי במידה מועטה ביחס לכל שאר הגוונים.
היות ורוב קרינת השמש היא בין הכחול לבין הכתום, כמות האור הכחול המפוזר גדולה יותר מכמות האור הסגול המפוזר והיא זו המכתיבה את צבע השמיים.
בימים בהם האטמוספירה צלולה ניתן לראות את הכחול העז של השמיים, ככל שהאבק האטמוספרי רב
יותר הכחול נראה יותר ויותר תכלת או לבנבן היות והפיזור הוא פיזור ריילי בשילוב פיזור מי.

חזרה