ทำไมเมฆถึงเป็นสีขาว และเมฆเป็นสีดำ? ทำไมท้องฟ้าถึงเป็นสีฟ้า และเมฆเป็นสีขาว?
ความงามของท้องฟ้าถูกศิลปินพรรณนาโดยนักเขียนและนักกวีมากกว่าหนึ่งครั้ง แม้แต่ผู้คนที่อยู่ห่างไกลจากงานศิลปะก็ยังจ้องมองลงไปในเหวอันน่าหลงใหลนี้ ชื่นชมมัน ไม่พบคำพูดหรืออารมณ์เพียงพอที่จะแสดงความรู้สึกเหล่านั้นที่กวนใจ จิตวิญญาณและจิตใจ ความสูงดึงดูดบุคคลในทุกบทบาทมีความสวยงามด้วยพื้นผิวสีฟ้าใสน่าดึงดูดไม่แพ้กันคือสายน้ำของเมฆสีเทาสีขาวที่ไหลออกมาแทนที่ด้วยการรวมแสงของเมฆเซอร์รัสหรือ "ลูกแกะ" คิวมูลัสอันเขียวชอุ่ม และไม่ว่าท้องฟ้าที่มีเมฆมากจะดูเศร้าโศกเพียงใด ปกคลุมไปด้วยความลึก หูหนวกและกดขี่ด้วยมวลทั้งหมด มันยังทำให้เกิดพายุแห่งอารมณ์และประสบการณ์ นำความคิดมาสู่คลื่นพิเศษ
ความงดงามย่อมปรากฏแก่ผู้พบเห็น
แต่ละคนรับรู้โลกที่แตกต่างกัน สำหรับบางคนมันมืดมนและเป็นสีเทา ในขณะที่บางคนกลับมองเห็นเพียงดาวเคราะห์สีเขียวที่เบ่งบานเต็มไปด้วยสีสัน เรายังประเมินสวรรค์เหนือศีรษะของเราแตกต่างออกไป หากเราคำนึงถึงบุคคลที่มีการรับรู้สีแบบธรรมดา เขาก็จะมองเห็นท้องฟ้าอย่างที่คิดโดยทั่วไป - สีฟ้า, สีเทา, สีชมพูในพระอาทิตย์ตก, สีเทาสโมคกี้ในยามเช้า
อันที่จริงสีเหล่านี้เป็นเพียงสิ่งที่ดวงตาและสมองของเราสามารถสื่อถึงเราได้ เป็นการง่ายที่สุดสำหรับดวงตาของมนุษย์ที่จะรับรู้ท้องฟ้าที่มีเมฆเป็นสีเทา ในสภาพอากาศที่ชัดเจน เรามีสีฟ้าไม่มีที่สิ้นสุด แต่จริงๆ แล้ว โดมบรรยากาศจะใกล้เคียงกับสีม่วงมากกว่าเมื่อมองจากโลก
ในเอกสารฉบับนี้ เราจะค้นหาว่าเหตุใดท้องฟ้าจึงเป็นสีเทาในวันที่มีเมฆมาก และอะไรเป็นตัวกำหนดความอิ่มตัวของสีนี้ นอกจากนี้ เราจะค้นหาว่าสีของมันเปลี่ยนไปอย่างไรตลอดทั้งวันและปี และสิ่งที่ส่งผลต่อกระบวนการเหล่านี้
มหาสมุทรอันไร้ก้นบึ้งเบื้องบน
เหนือดินแดนของประเทศในยุโรป ท้องฟ้าในฤดูร้อนมักจะตื่นตาตื่นใจกับความสมบูรณ์ของมัน บางครั้งคุณอาจพูดได้ว่าท้องฟ้าเป็นสีฟ้าอมฟ้า อย่างไรก็ตาม หากคุณอุทิศเวลาอย่างน้อยหนึ่งวันให้กับสิ่งที่เกิดขึ้นเหนือศีรษะของเราและสังเกตกระบวนการทางธรรมชาติอย่างรอบคอบ คุณจะสังเกตเห็นการไล่ระดับสีที่เปลี่ยนแปลงอย่างมากตั้งแต่ช่วงเวลาที่ดวงอาทิตย์ขึ้นจนถึงช่วงเวลาที่พระอาทิตย์ตกดินอย่างสมบูรณ์
ในฤดูร้อน ท้องฟ้าดูแจ่มใสและมองเห็นได้สูงเนื่องจากมีความชื้นต่ำและไม่มีเมฆจำนวนมาก ซึ่งเมื่อสะสมน้ำไว้จะค่อยๆ จมลงใกล้พื้นดินมากขึ้น ในสภาพอากาศแจ่มใส การจ้องมองของเราไม่ได้มองไปข้างหน้าหลายร้อยเมตร แต่อยู่ที่ระยะ 1-1.5 กม. นั่นคือเหตุผลที่เรารับรู้ว่าท้องฟ้าอยู่สูงและสว่าง - การไม่มีการรบกวนในเส้นทางของรังสีแสงในชั้นบรรยากาศทำให้มั่นใจได้ว่าพวกมันจะไม่หักเหและดวงตารับรู้สีของมันเป็นสีน้ำเงิน
ทำไมท้องฟ้าจึงเปลี่ยนสี
การเปลี่ยนแปลงนี้อธิบายไว้ในทางวิทยาศาสตร์ แม้ว่าจะไม่งดงามเท่าโดยนักเขียนก็ตาม และเรียกว่าการแผ่รังสีแบบกระจายของท้องฟ้า กระบวนการสร้างสีบนท้องฟ้าด้วยภาษาที่เรียบง่ายและเข้าถึงได้สามารถอธิบายได้ดังนี้ แสงที่ดวงอาทิตย์ส่องผ่านชั้นอากาศรอบโลก ซึ่งกระจายออกไป กระบวนการนี้เกิดขึ้นได้ง่ายขึ้นกับคลื่นที่มีความยาวสั้น ในระหว่างที่เทห์ฟากฟ้าลอยขึ้นสูงสุดเหนือโลกของเรา ณ จุดที่ตั้งอยู่นอกทิศทางของมัน จะมีการสังเกตสีฟ้าที่สว่างที่สุดและอิ่มตัวมากที่สุด
อย่างไรก็ตาม เมื่อดวงอาทิตย์ตกหรือขึ้น รังสีของมันส่องผ่านสัมผัสกับพื้นผิวโลก แสงที่ปล่อยออกมาจะต้องเดินทางในเส้นทางที่ยาวกว่า ซึ่งหมายความว่าพวกมันกระจัดกระจายในอากาศในปริมาณที่มากกว่าตอนกลางวันมาก ส่งผลให้บุคคลมองเห็นท้องฟ้าเป็นสีชมพูแดงในเวลาเช้าและเย็น ปรากฏการณ์นี้จะมองเห็นได้ชัดเจนที่สุดเมื่อมีท้องฟ้ามีเมฆปกคลุมอยู่เหนือเรา จากนั้นเมฆและเมฆก็สว่างจ้ามาก แสงตะวันที่กำลังตกดินก็แต่งแต้มสีสันให้สวยงามน่าทึ่ง
สตอร์มสตีล
แต่ท้องฟ้ามีเมฆมากคืออะไร? ทำไมมันถึงกลายเป็นแบบนี้? ปรากฏการณ์นี้เป็นหนึ่งในความเชื่อมโยงในวัฏจักรของน้ำในธรรมชาติ อนุภาคของน้ำที่ลอยขึ้นด้านบนจะเข้าสู่ชั้นบรรยากาศโดยมีอุณหภูมิต่ำลง เมื่อสะสมและเย็นตัวลงที่ระดับความสูง พวกมันจะเชื่อมต่อกันจนกลายเป็นหยด ในขณะนั้นเองที่อนุภาคเหล่านี้ยังมีขนาดเล็กมาก เมฆคิวมูลัสสีขาวสวยงามก็ปรากฏขึ้นมาสู่ดวงตาของเรา อย่างไรก็ตาม ยิ่งหยดมีขนาดใหญ่เท่าใด เมฆก็จะยิ่งมีสีเทามากขึ้นเท่านั้น
บางครั้งเมื่อมองดูท้องฟ้าที่ "ลูกแกะ" ขนาดใหญ่เหล่านี้ลอยอยู่ คุณจะเห็นว่าส่วนหนึ่งทาสีเทา ในขณะที่ส่วนอื่นๆ ก็มีสีเหล็กที่ฟ้าร้องด้วยซ้ำ การเปลี่ยนแปลงนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าหยดในเมฆมีขนาดและรูปร่างต่างกัน ดังนั้นจึงหักเหแสงต่างกัน เมื่อท้องฟ้ามีเมฆมาก ท้องฟ้าจะถูกทาสีด้วยโทนสีเทาเมาส์ทั้งหมด มีเพียงแสงสีขาวเท่านั้นที่มาถึงเรา
ควันหมอกอันกว้างใหญ่ไพศาล
มีหลายวันที่ท้องฟ้ามีเมฆสีเทาไม่มีที่โล่งแม้แต่ครั้งเดียว สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อเมฆและเมฆมีความเข้มข้นสูงมาก พวกมันปกคลุมพื้นที่การมองเห็นด้านบนทั้งหมด บางครั้งพวกเขาถูกมองว่าเป็นมวลกดทับขนาดใหญ่พร้อมที่จะพังทลายลงบนศีรษะ ยิ่งไปกว่านั้น ปรากฏการณ์นี้แสดงให้เห็นลักษณะเฉพาะมากที่สุดในฤดูใบไม้ร่วงและฤดูหนาว เมื่ออุณหภูมิอากาศต่ำ แต่ความชื้นกลับสูงและอยู่ที่ระดับ 80-90%
ในวันดังกล่าว เมฆจะอยู่ใกล้พื้นผิวโลกมาก โดยอยู่ห่างจากพื้นโลกเพียงร้อยหรือสองเมตร คำอธิบายของท้องฟ้าที่มีเมฆมากมักจะมีข้อความเศร้าโศกและซึมเศร้าและสิ่งนี้น่าจะเชื่อมโยงอย่างแม่นยำกับความรู้สึกที่เกิดขึ้นเมื่อคุณรู้สึกโดดเดี่ยวกับยักษ์ใหญ่ที่มืดมนนี้พร้อมที่จะตกลงมาที่คุณด้วยฝนและความหนาวเย็น
แต่ทุกอย่างอาจแตกต่างออกไป...
โทนสีที่เล่นบนท้องฟ้าขึ้นอยู่กับความเข้มของการแผ่รังสีแสงและความยาวคลื่นที่มาถึงดาวเคราะห์ ดังนั้นในฤดูหนาว แม้ในวันที่อากาศแจ่มใส ท้องฟ้าจะเป็นสีน้ำเงินอมฟ้า แต่ยิ่งฤดูใบไม้ผลิอยู่ใกล้และดวงอาทิตย์ยิ่งสูง สีฟ้าก็จะยิ่งสว่างขึ้น โดยเฉพาะในวันที่หมอกควันในชั้นบรรยากาศชั้นบนซึ่งบิดเบือนแสงหายไป
นักวิทยาศาสตร์พบว่าบนดาวเคราะห์ดวงอื่น ท้องฟ้าอาจไม่มีสีฟ้าและสีเทาตามปกติเลย ตัวอย่างเช่น บนดาวอังคาร ท้องฟ้าจะเป็นสีชมพูแม้ในเวลากลางวันก็ตาม
คุณรู้ไหมว่าเมฆปรากฏขึ้นได้อย่างไร ทำไมบางก้อนจึงกลายเป็นเมฆ ในขณะที่บางก้อนยังคงเป็นลูกแกะสีขาวเหมือนหิมะ? ผลิตภัณฑ์ใหม่ที่น่าทึ่งของเรา “Clouds” จะบอกคุณเกี่ยวกับเรื่องนี้ เราสังเกตและศึกษา” - เหมาะสำหรับผู้ที่รักเมฆอย่างแท้จริงและทำไมทุกวัย
ทำไมเมฆถึงขาวเมฆดำ เมฆและภาพลวงตาเกิดขึ้นได้อย่างไร และมีสมาคมคนรักเมฆจริงหรือ? มาคุยกันเถอะ
นี่คือคำขวัญของ The Cloud Appreciation Society ซึ่งเป็นองค์กรระหว่างประเทศที่ก่อตั้งในปี 2004 ในประเทศอังกฤษโดย Gavin Praetor-Pinney รวบรวมผู้รักคลาวด์ 30,000 รายจาก 94 ประเทศ คนเหล่านี้คือคนที่ใฝ่ฝันที่จะเผยความงามของท้องฟ้าที่มีเมฆมากให้ผู้อื่นเห็น เข้าร่วมกับเรา!
คุณเพียงแค่ต้องนอนอยู่บนพื้นหญ้าและดูเมฆ หรือเพียงแค่มองขึ้นไป ทุกครั้งที่คุณต้องการ
เมฆเกิดขึ้นได้อย่างไร?
เมื่ออากาศร้อนผสมกับอากาศเย็น อากาศจะเย็นลงและอาจถึงจุดน้ำค้างได้ เกิดการควบแน่น ไอน้ำที่เกาะอยู่บนอนุภาคในอากาศจะกลายเป็นหยดหรือผลึกน้ำแข็ง ซึ่งเมื่อรวมตัวกันจะก่อตัวเป็นเมฆ
ส่วนใหญ่มักเกิดขึ้นเมื่ออากาศร้อนลอยขึ้นจากพื้นดินมาพบกับอากาศเย็นด้านบน - ในชั้นบรรยากาศ ปรากฏการณ์คล้ายเมฆสามารถสังเกตได้บนพื้นผิวโลกด้วย ดินหรือน้ำที่ได้รับความร้อนในระหว่างวันจะเย็นลงช้ากว่าอากาศ เมื่ออากาศเย็นตอนกลางคืนสัมผัสกับอากาศอุ่นใกล้พื้นผิวโลกหรือน้ำ จะเกิดหมอกขึ้น
ใช่แล้ว หมอกก็ประกอบด้วยองค์ประกอบของเมฆเช่นกัน โดยพื้นฐานแล้วมันคือเมฆก้อนใหญ่ที่วางอยู่บนพื้น
ทำไมเมฆถึงเป็นสีขาวและเมฆเป็นสีดำ?
ถ้าเมฆประกอบด้วยหยด ทำไมจึงมีสีขาว เนื่องจากองค์ประกอบของเมฆสะท้อนแสง: คริสตัลและหยดน้ำจึงเปล่งประกายในรังสีของดวงอาทิตย์ และยิ่งองค์ประกอบเล็กลงและยิ่งมีจำนวนมากขึ้น เมฆก็จะยิ่งขาวมากขึ้นเท่านั้น
เมฆฟ้าร้องสีเทา น้ำเงิน และดำประกอบด้วยหยดเดียวกัน เพียงแต่ว่า ในกลุ่มเมฆหนาทึบ พวกมันสามารถทำให้เกิดเงาซึ่งกันและกัน (และแม้กระทั่งบนตัวมันเองด้วย) ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมพวกมันจึงดูมืดลง นอกจากนี้ยังมีเมฆที่หนาแน่นกว่า - ประกอบด้วยคริสตัลและหยดขนาดใหญ่ดังนั้นรังสีของดวงอาทิตย์จึงไม่สามารถทะลุผ่านได้ พวกมันดูมืดและเป็นลางร้ายเมื่อมองจากพื้นดิน
แต่ถ้าคุณบินเหนือพวกมัน เช่น บนเครื่องบิน พวกมันจะเป็นสีขาวสนิท
ปาฏิหาริย์เกิดขึ้นได้อย่างไร
เมฆก่อตัวขึ้นเมื่อมีอากาศอุ่นลอยขึ้น กระแสอากาศร้อนที่เพิ่มขึ้นนี้เรียกว่าความร้อน นกและเครื่องร่อนบินอยู่บนนั้น
ความร้อนสามารถมองเห็นได้หากคุณมองไปที่ถนนลาดยางในวันที่อากาศร้อน ดูเหมือนว่าอากาศเหนือยางมะตอยกำลังสั่น และถนนดูเหมือนจะเต็มไปด้วยแอ่งน้ำ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าภาพลวงตา
สามารถมองเห็นภาพลวงตาได้เมื่ออากาศร้อนและเย็นที่มีความหนาแน่นต่างกันมาบรรจบกัน ที่ขอบเขตของสื่อที่มีความหนาแน่นต่างกัน รังสีของแสงจะหักเห และเราเห็นภาพลวงตา
เมฆไม่ได้เป็นเพียงปุยฝ้ายที่บังแสงแดด พวกมันมีความสวยงามไม่น้อยไปกว่าดวงดาว หลังจากอ่านหนังสือเล่มนี้แล้วคุณจะเห็นเอง
จุดเด่นประการหนึ่งของบุคคลคือความอยากรู้อยากเห็น ตอนเด็กๆ ทุกคนน่าจะเป็นทุกคนเมื่อมองดูท้องฟ้าแล้วสงสัยว่า: "ทำไมท้องฟ้าถึงเป็นสีฟ้า" ปรากฎว่าคำตอบสำหรับคำถามที่ดูเหมือนง่าย ๆ นั้นจำเป็นต้องมีฐานความรู้ในสาขาฟิสิกส์ ดังนั้นผู้ปกครองทุกคนจะไม่สามารถอธิบายเหตุผลของปรากฏการณ์นี้ให้ลูกฟังได้อย่างถูกต้อง
ลองพิจารณาปัญหานี้จากมุมมองทางวิทยาศาสตร์
ช่วงความยาวคลื่นของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าครอบคลุมสเปกตรัมของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าเกือบทั้งหมด ซึ่งรวมถึงรังสีที่มนุษย์มองเห็นด้วย ภาพด้านล่างแสดงการพึ่งพาความเข้มของรังสีดวงอาทิตย์ต่อความยาวคลื่นของรังสีนี้
จากการวิเคราะห์ภาพนี้ เราสามารถสังเกตได้ว่ารังสีที่มองเห็นนั้นแสดงด้วยความเข้มที่ไม่สม่ำเสมอสำหรับการแผ่รังสีที่ความยาวคลื่นต่างกัน ดังนั้น สีม่วงมีส่วนช่วยในการแผ่รังสีที่มองเห็นได้ค่อนข้างน้อย และส่วนที่ใหญ่ที่สุดคือสีฟ้าและสีเขียว
ทำไมท้องฟ้าถึงเป็นสีฟ้า?
ก่อนอื่น คำถามนี้เกิดจากข้อเท็จจริงที่ว่าอากาศเป็นก๊าซไม่มีสี และไม่ควรปล่อยแสงสีน้ำเงิน แน่นอนว่าสาเหตุของการแผ่รังสีดังกล่าวคือดาวฤกษ์ของเรา
ดังที่คุณทราบ จริงๆ แล้วแสงสีขาวคือการรวมกันของรังสีจากทุกสีในสเปกตรัมที่มองเห็นได้ การใช้ปริซึมทำให้แสงสามารถแยกออกเป็นสีต่างๆ ได้อย่างชัดเจน ผลกระทบที่คล้ายกันนี้เกิดขึ้นบนท้องฟ้าหลังฝนตกและก่อตัวเป็นรุ้งกินน้ำ เมื่อแสงอาทิตย์ส่องเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของโลก ก็จะเริ่มกระจาย กล่าวคือ รังสีจะเปลี่ยนทิศทาง อย่างไรก็ตาม ลักษณะเฉพาะขององค์ประกอบของอากาศคือเมื่อแสงเข้ามารังสีที่มีความยาวคลื่นสั้นจะกระเจิงได้รุนแรงกว่ารังสีคลื่นยาว ดังนั้น เมื่อคำนึงถึงสเปกตรัมที่ปรากฎก่อนหน้านี้ คุณจะเห็นว่าแสงสีแดงและสีส้มจะไม่เปลี่ยนวิถีเมื่อผ่านอากาศ ในขณะที่รังสีสีม่วงและสีน้ำเงินจะเปลี่ยนทิศทางอย่างเห็นได้ชัด ด้วยเหตุนี้ แสงคลื่นสั้น "พเนจร" จึงปรากฏขึ้นในอากาศ ซึ่งกระจัดกระจายอยู่ตลอดเวลาในสภาพแวดล้อมนี้ จากปรากฏการณ์ที่อธิบายไว้ การแผ่รังสีคลื่นสั้นในสเปกตรัมที่มองเห็นได้ (สีม่วง ฟ้า น้ำเงิน) ดูเหมือนจะถูกปล่อยออกมาจากทุกจุดในท้องฟ้า
ข้อเท็จจริงที่รู้จักกันดีเกี่ยวกับการรับรู้รังสีก็คือ ดวงตาของมนุษย์สามารถจับ มองเห็น รังสีได้ก็ต่อเมื่อมันเข้าสู่ดวงตาโดยตรงเท่านั้น จากนั้น เมื่อมองดูท้องฟ้า คุณมักจะเห็นเฉดสีของรังสีที่มองเห็นได้ ซึ่งมีความยาวคลื่นสั้นที่สุด เนื่องจากรังสีนี้สามารถกระเจิงในอากาศได้ดีที่สุด
ทำไมคุณจึงไม่เห็นสีแดงชัดเจนเมื่อมองดวงอาทิตย์? ประการแรก ไม่น่าเป็นไปได้ที่บุคคลจะสามารถตรวจสอบดวงอาทิตย์ได้อย่างรอบคอบ เนื่องจากการแผ่รังสีที่รุนแรงสามารถทำลายอวัยวะที่มองเห็นได้ ประการที่สอง แม้ว่าปรากฏการณ์ดังกล่าวจะเกิดขึ้น เช่น การกระเจิงของแสงในอากาศ แต่แสงส่วนใหญ่ที่ดวงอาทิตย์ปล่อยออกมาก็มาถึงพื้นผิวโลกโดยไม่กระจัดกระจาย ดังนั้นสีทั้งหมดของสเปกตรัมรังสีที่มองเห็นจึงถูกนำมารวมกันทำให้เกิดแสงที่มีสีขาวเด่นชัดยิ่งขึ้น
ลองกลับไปสู่แสงที่กระจัดกระจายในอากาศ สีที่เราได้กำหนดไว้แล้วควรมีความยาวคลื่นสั้นที่สุด ในบรรดารังสีที่มองเห็น สีม่วงจะมีความยาวคลื่นสั้นที่สุด ตามมาด้วยสีน้ำเงิน และสีน้ำเงินจะมีความยาวคลื่นยาวกว่าเล็กน้อย เมื่อพิจารณาถึงความเข้มที่ไม่สม่ำเสมอของรังสีจากดวงอาทิตย์ จะเห็นได้อย่างชัดเจนว่าการมีส่วนร่วมของสีม่วงนั้นมีน้อยมาก ดังนั้น การแผ่รังสีที่กระจายโดยอากาศมากที่สุดจึงมาจากสีน้ำเงิน ตามด้วยสีน้ำเงิน
ทำไมพระอาทิตย์ตกถึงเป็นสีแดง?
ในกรณีที่ดวงอาทิตย์ซ่อนตัวอยู่หลังเส้นขอบฟ้า เราสามารถสังเกตการแผ่รังสีคลื่นยาวสีแดงส้มได้เช่นเดียวกัน ในกรณีนี้ แสงจากดวงอาทิตย์จะต้องเดินทางในชั้นบรรยากาศของโลกในระยะทางที่ไกลกว่าอย่างเห็นได้ชัดก่อนที่จะถึงดวงตาของผู้สังเกตการณ์ เมื่อถึงจุดที่รังสีของดวงอาทิตย์เริ่มมีปฏิสัมพันธ์กับบรรยากาศ สีฟ้าและสีน้ำเงินจะเด่นชัดที่สุด อย่างไรก็ตาม ด้วยระยะทาง รังสีคลื่นสั้นจะสูญเสียความเข้มเนื่องจากมีการกระจัดกระจายไปอย่างมากตามทาง ในขณะที่การแผ่รังสีคลื่นยาวสามารถครอบคลุมระยะทางไกลเช่นนี้ได้อย่างดีเยี่ยม นั่นเป็นสาเหตุที่ดวงอาทิตย์เป็นสีแดงเมื่อพระอาทิตย์ตก
ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น แม้ว่ารังสีคลื่นยาวจะกระจัดกระจายในอากาศเพียงเล็กน้อย แต่การกระเจิงยังคงเกิดขึ้น ดังนั้น เมื่ออยู่บนขอบฟ้า ดวงอาทิตย์จึงปล่อยแสง ซึ่งมีเพียงการแผ่รังสีของเฉดสีแดงส้มเท่านั้นที่มาถึงผู้สังเกต ซึ่งมีเวลาพอสมควรที่จะกระจายไปในชั้นบรรยากาศ ก่อตัวเป็นแสง "พเนจร" ที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ สีหลังทำให้ท้องฟ้ามีเฉดสีแดงและส้มที่แตกต่างกัน
ทำไมเมฆถึงเป็นสีขาว?
เมื่อพูดถึงเมฆ เรารู้ว่าพวกมันประกอบด้วยหยดของเหลวขนาดเล็กมากที่กระจายแสงที่มองเห็นได้เกือบสม่ำเสมอ โดยไม่คำนึงถึงความยาวคลื่นของรังสี จากนั้นแสงที่กระเจิงซึ่งพุ่งไปทุกทิศทางจากหยดนั้น ก็กระจายไปยังหยดอื่นๆ อีกครั้ง ในกรณีนี้ การรวมกันของการแผ่รังสีของความยาวคลื่นทั้งหมดจะยังคงอยู่ และเมฆจะ "เรืองแสง" (สะท้อน) เป็นสีขาว
หากสภาพอากาศมีเมฆมาก รังสีดวงอาทิตย์จะส่องถึงพื้นผิวโลกเพียงเล็กน้อย ในกรณีเมฆก้อนใหญ่หรือเป็นจำนวนมาก แสงแดดบางส่วนจะถูกดูดซับ ทำให้ท้องฟ้ามืดลงจนกลายเป็นสีเทา
พวกเราหลายคนแม้จะอยู่ในวัยเด็กที่ห่างไกล เคยถามคำถามที่คล้ายกันกับตัวเองอย่างน้อยหนึ่งครั้ง: ทำไมท้องฟ้าเหนือเราถึงเป็นสีฟ้า? ท้ายที่สุดแล้ว แสงที่มาถึงเราโดยตรงจากดวงอาทิตย์โดยพื้นฐานแล้วจะเป็นสีขาว ไม่ใช่สีน้ำเงิน อย่างไรก็ตาม เมื่อผู้คนอายุมากขึ้น พวกเขาอาจไม่หมดความสนใจในเรื่องนี้ หลายๆ คนคงไม่รังเกียจที่จะสงบความอยากรู้อยากเห็นของตนและยังคงค้นพบว่าเหตุใดห้องนิรภัยแห่งสวรรค์จึงเป็นสีฟ้าจริงๆ
ทำไมท้องฟ้าถึงเป็นสีฟ้า: ฟิสิกส์
ฟิสิกส์จะช่วยให้คุณเจาะลึกรายละเอียดปลีกย่อยทั้งหมดของปัญหานี้โดยที่นักวิทยาศาสตร์ได้ทราบเหตุผลมานานแล้วและศึกษาทุกอย่างอย่างละเอียด เราคงได้แต่ลิ้มรสผลงานอันอุตสาหะของพวกเขาเท่านั้น
เรามาเริ่มกันที่สิ่งที่ทำให้โลกของเราแตกต่างจากที่อื่น นั่นก็คือ การมีอยู่ของอากาศที่สิ่งมีชีวิตสามารถหายใจได้ แม้ว่าองค์ประกอบของมันจะประกอบด้วยไนโตรเจน ออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ ไอน้ำ และอนุภาคฝุ่นต่างๆ ที่เคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา แต่ก็ยังคงโปร่งใสอย่างสมบูรณ์ แต่แสงแดดมีสีอยู่เป็นจำนวนมาก ซึ่งเราคุ้นเคยดีว่าเป็นสีรุ้ง แต่ละสีทั้งเจ็ดมีคลื่น รังสีเป็นของตัวเอง และทั้งหมดมีความยาวต่างกัน
เพื่อให้แสงแดดส่องถึงโลกได้ จะต้องทะลุผ่านชั้นอากาศขนาดมหึมา ในระหว่างที่แสงผ่านอากาศรังสีเริ่มกระจาย และกระบวนการนี้เกิดขึ้นอย่างเข้มข้นมากขึ้นเมื่อมีสีฟ้า สิ่งนี้อธิบายได้ง่ายมาก - ความยาวคลื่นของแสงสีน้ำเงินนั้นสั้นที่สุด นี่คือวิธีการอธิบายสีฟ้าของท้องฟ้าจากมุมมองทางฟิสิกส์
ฟิสิกส์ตอบคำถามของเรา “ทำไมท้องฟ้าถึงเป็นสีฟ้า”แต่แล้วเมฆล่ะ เพราะว่าพวกมันมีโทนสีขาว แม้ว่าพวกมันจะลอยอยู่ในอากาศก็ตาม มีเหตุผลที่จะสรุปได้ว่ารังสีของแสงอาทิตย์จะกระจายผ่านเมฆในลักษณะเดียวกับเมื่อส่องผ่านอากาศ แต่ปัญหานี้จำเป็นต้องได้รับการแก้ไขจากมุมที่ต่างออกไปเล็กน้อย
ประการแรก เมฆคืออนุภาคเล็กๆ ของน้ำที่ระเหยออกจากพื้นผิวโลกและรวมตัวกันเป็นมวลก๊าซ แต่ไม่ว่าอนุภาคเหล่านี้จะเล็กแค่ไหน มันก็ยังคงมีขนาดใหญ่กว่าโมเลกุลอากาศมาก คำตอบสำหรับคำถามนี้อยู่ในขนาดของโมเลกุล
อย่างที่เราทราบกันดีว่ารังสีของดวงอาทิตย์ที่ทะลุเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของโลกต้องเผชิญกับอุปสรรคระหว่างทาง - อากาศซึ่งสามารถเอาชนะได้ด้วยการกระจายตัวเท่านั้น แต่วิธีนี้ใช้ไม่ได้กับเมฆเนื่องจากมีโมเลกุลขนาดเท่ากัน แสงที่พบกับหยดน้ำขนาดเล็กจะไม่หักเห แต่ในทางกลับกันจะสะท้อนจากพื้นผิว
วิธีนี้ช่วยให้รังสีดวงอาทิตย์คงอยู่ในชุดสีดั้งเดิม ซึ่งก็คือสีขาว ขณะเดียวกันก็ให้สีโมเลกุลของเมฆเป็นสีขาว
คุณรู้ไหมว่าเมฆปรากฏขึ้นได้อย่างไร ทำไมบางก้อนจึงกลายเป็นเมฆ ในขณะที่บางก้อนยังคงเป็นลูกแกะสีขาวเหมือนหิมะ? ผลิตภัณฑ์ใหม่ที่น่าทึ่งของเรา “Clouds” จะบอกคุณเกี่ยวกับเรื่องนี้ เราสังเกตและศึกษา” - เหมาะสำหรับผู้ที่รักเมฆอย่างแท้จริงและทำไมทุกวัย
ทำไมเมฆถึงขาวเมฆดำ เมฆและภาพลวงตาเกิดขึ้นได้อย่างไร และมีสมาคมคนรักเมฆจริงหรือ? มาคุยกันเถอะ
นี่คือคำขวัญของ The Cloud Appreciation Society ซึ่งเป็นองค์กรระหว่างประเทศที่ก่อตั้งในปี 2004 ในประเทศอังกฤษโดย Gavin Praetor-Pinney รวบรวมผู้รักคลาวด์ 30,000 รายจาก 94 ประเทศ คนเหล่านี้คือคนที่ใฝ่ฝันที่จะเผยความงามของท้องฟ้าที่มีเมฆมากให้ผู้อื่นเห็น เข้าร่วมกับเรา!
คุณเพียงแค่ต้องนอนอยู่บนพื้นหญ้าและดูเมฆ หรือเพียงแค่มองขึ้นไป ทุกครั้งที่คุณต้องการ
เมฆเกิดขึ้นได้อย่างไร?
เมื่ออากาศร้อนผสมกับอากาศเย็น อากาศจะเย็นลงและอาจถึงจุดน้ำค้างได้ เกิดการควบแน่น ไอน้ำที่เกาะอยู่บนอนุภาคในอากาศจะกลายเป็นหยดหรือผลึกน้ำแข็ง ซึ่งเมื่อรวมตัวกันจะก่อตัวเป็นเมฆ
ส่วนใหญ่มักเกิดขึ้นเมื่ออากาศร้อนลอยขึ้นจากพื้นดินมาพบกับอากาศเย็นด้านบน - ในชั้นบรรยากาศ ปรากฏการณ์คล้ายเมฆสามารถสังเกตได้บนพื้นผิวโลกด้วย ดินหรือน้ำที่ได้รับความร้อนในระหว่างวันจะเย็นลงช้ากว่าอากาศ เมื่ออากาศเย็นตอนกลางคืนสัมผัสกับอากาศอุ่นใกล้พื้นผิวโลกหรือน้ำ จะเกิดหมอกขึ้น
ภาพประกอบจากหนังสือ
ใช่แล้ว หมอกก็ประกอบด้วยองค์ประกอบของเมฆเช่นกัน โดยพื้นฐานแล้วมันคือเมฆก้อนใหญ่ที่วางอยู่บนพื้น
ทำไมเมฆถึงเป็นสีขาวและเมฆเป็นสีดำ?
ถ้าเมฆประกอบด้วยหยด ทำไมจึงมีสีขาว เนื่องจากองค์ประกอบของเมฆสะท้อนแสง: คริสตัลและหยดน้ำจึงเปล่งประกายในรังสีของดวงอาทิตย์ และยิ่งองค์ประกอบเล็กลงและยิ่งมีจำนวนมากขึ้น เมฆก็จะยิ่งขาวมากขึ้นเท่านั้น
เมฆฟ้าร้องสีเทา น้ำเงิน และดำประกอบด้วยหยดเดียวกัน เพียงแต่ว่า ในกลุ่มเมฆหนาทึบ พวกมันสามารถทำให้เกิดเงาซึ่งกันและกัน (และแม้กระทั่งบนตัวมันเองด้วย) ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมพวกมันจึงดูมืดลง นอกจากนี้ยังมีเมฆที่หนาแน่นกว่า - ประกอบด้วยคริสตัลและหยดขนาดใหญ่ดังนั้นรังสีของดวงอาทิตย์จึงไม่สามารถทะลุผ่านได้ พวกมันดูมืดและเป็นลางร้ายเมื่อมองจากพื้นดิน
ภาพประกอบจากหนังสือ
แต่ถ้าคุณบินเหนือพวกมัน เช่น บนเครื่องบิน พวกมันจะเป็นสีขาวสนิท
ปาฏิหาริย์เกิดขึ้นได้อย่างไร
เมฆก่อตัวขึ้นเมื่อมีอากาศอุ่นลอยขึ้น กระแสอากาศร้อนที่เพิ่มขึ้นนี้เรียกว่าความร้อน นกและเครื่องร่อนบินอยู่บนนั้น
ความร้อนสามารถมองเห็นได้หากคุณมองไปที่ถนนลาดยางในวันที่อากาศร้อน ดูเหมือนว่าอากาศเหนือยางมะตอยกำลังสั่น และถนนดูเหมือนจะเต็มไปด้วยแอ่งน้ำ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าภาพลวงตา
สามารถมองเห็นภาพลวงตาได้เมื่ออากาศร้อนและเย็นที่มีความหนาแน่นต่างกันมาบรรจบกัน ที่ขอบเขตของสื่อที่มีความหนาแน่นต่างกัน รังสีของแสงจะหักเห และเราเห็นภาพลวงตา
เมฆไม่ได้เป็นเพียงปุยฝ้ายที่บังแสงแดด พวกมันมีความสวยงามไม่น้อยไปกว่าดวงดาว หลังจากอ่านหนังสือเล่มนี้แล้วคุณจะเห็นเอง