1. طبيعة الضوء
الغلاف الجوي للأرض يحدد لون السماء ويؤدي إلى ظواهر ضوء مدهشة. الضوء هو تجمع للموجات الكهرومغناطيسية، تتضمن مجالًا كهربائيًا (E) ومجالًا مغناطيسيًا (B) يتذبذبان بنفس التردد. ينتشر هذا النوع من الموجات بسرعة تعتمد على الوسط المعني.
2. تفاعل الإشعاع الشمسي مع الغلاف الجوي
عندما يمر الإشعاع من الشمس عبر الغلاف الجوي، يتفاعل مع جزيئات الغاز والجسيمات (قطرات الماء، جزيئات الغبار، الخ). يحدث التشتت والامتصاص، مما يؤدي إلى تفسير الألوان المختلفة في السماء وظواهر مثل الطيف اللوني.
3. السماء الزرقاء بفعل تشتت رايلي
تشتت رايلي يحدث بسبب جزيئات الغاز في الجو، ويكون اللون الأزرق أكثر انتشاراً نظراً لأن موجات اللون البنفسجي أقصر وأكثر تشتتًا من موجات اللون الأحمر. عند الشروق والغروب، يظهر السماء بألوان أحمر وبرتقالي بسبب تشتت أقل للألوان الطويلة.
4. السماء الرمادية بفعل تشتت مي
عندما تكون جسيمات الغبار أكبر قليلاً من طول موجة الإشعاع، يحدث تشتت مي بدلاً من تشتت رايلي، مما يعطي السماء لوناً أكثر رماديًا أو باهتًا. كمية بخار الماء والغبار في الهواء تؤثر على ظلال الأزرق والرمادي.
5. السحب البيضاء وتشتت غير انتقائي
تحدث هذه الظاهرة عندما تكون جسيمات الغلاف الجوي أكبر بكثير من طول موجة الإشعاع، كما في حالة قطرات الماء في السحب. يحدث تشتت غير انتقائي لجميع الألوان، مما يجعل السحب أبيض. الكمية من بخار الماء والغبار تؤثر على كثافة اللون الأبيض.
6. لماذا الليل أسود؟
في الفضاء، يبدو السماء سوداء بدون جو، لكن على سطح الأرض، يساهم تشتت الضوء ووجود الغيوم في جعل الليل أقل سوادًا. عند الليل، يلعب العصب البصري دورًا حيث يكون اللون الأسود هو اللون الباقي عندما تكون الأضواء الضعيفة.
في الختام، يُلاحظ أن تفاعل الضوء مع العناصر المختلفة في الغلاف الجوي يُشكل طيفًا جماليًا يبرز جمال الطبيعة. يظهر الأرض ككوكب أزرق بفضل تلك العناصر المعقدة.