มองขึ้นไปในวันที่อากาศแจ่มใสและคุณจะเห็นท้องฟ้าสีคราม แต่นี่คือสีที่แท้จริงของท้องฟ้า? หรือเป็นสีเดียวของท้องฟ้า? คำตอบนั้นซับซ้อนเล็กน้อย แต่เกี่ยวข้องกับธรรมชาติของแสง อะตอมและโมเลกุล และบางส่วนของชั้นบรรยากาศโลกที่แปลกประหลาด และเลเซอร์ขนาดใหญ่ด้วย – สำหรับวิทยาศาสตร์!
สิ่งแรกอย่างแรก เมื่อเราเห็นท้องฟ้าเป็นสีฟ้าในวันที่แดดจ้า เราเห็นอะไร? เราเห็นไนโตรเจนสีน้ำเงินหรือออกซิเจนสีน้ำเงินหรือไม่? คำตอบง่ายๆคือไม่ แสงสีน้ำเงินที่เราเห็นแทนคือแสงอาทิตย์ที่กระจัดกระจาย
ดวงอาทิตย์สร้างสเปกตรัมของแสงที่มองเห็น ได้กว้าง ซึ่งเรามองเห็น
เป็นสีขาวแต่รวมถึงสีทั้งหมดของรุ้งด้วย เมื่อแสงแดดส่องผ่านอากาศ อะตอมและโมเลกุลในชั้นบรรยากาศจะกระจายแสงสีน้ำเงินออกไปทุกทิศทาง ซึ่งมากกว่าแสงสีแดง สิ่งนี้เรียกว่าการกระเจิงแบบเรย์ลีและส่งผลให้ดวงอาทิตย์เป็นสีขาวและท้องฟ้าเป็นสีฟ้าในวันที่อากาศแจ่มใส
การวิจัยและการวิเคราะห์ทางวิทยาศาสตร์ที่ดีที่สุดในอีเมลรายสัปดาห์
เมื่อพระอาทิตย์ตกดินเราจะเห็นเอฟเฟกต์นี้หมุนได้ เนื่องจากแสงแดดต้องผ่านอากาศจำนวนมากกว่าจะมาถึงเรา เมื่อดวงอาทิตย์ใกล้จะลับขอบฟ้า แสงสีน้ำเงินเกือบทั้งหมดจะกระจัดกระจาย (หรือฝุ่นละอองถูกดูดซับไว้) เราจึงได้ดวงอาทิตย์สีแดงซึ่งมีสีฟ้ากว่าล้อมรอบ
แต่ถ้าสิ่งที่เราเห็นคือแสงแดดที่กระจัดกระจาย แล้วท้องฟ้าจะเป็นสีอะไรกันแน่? บางทีเราอาจจะได้คำตอบในตอนกลางคืน
หากคุณมองไปที่ท้องฟ้ายามค่ำคืน มันมืดอย่างเห็นได้ชัด แต่ก็ไม่ได้ดำสนิท ใช่ มีดวงดาว แต่ท้องฟ้ายามค่ำคืนเองก็ส่องแสง นี่ไม่ใช่มลพิษทางแสง แต่เป็นบรรยากาศที่เปล่งประกายตามธรรมชาติ
ในคืนเดือนมืดในชนบท ห่างไกลจากแสงไฟในเมือง คุณจะมองเห็นต้นไม้และเนินเขาเป็นเงาตัดกับท้องฟ้า
การเรืองแสงนี้เรียกว่าairglowเกิดจากอะตอมและโมเลกุลในชั้นบรรยากาศ ในแสงที่ตามองเห็น ออกซิเจนสร้างแสงสีเขียวและสีแดง โมเลกุลของไฮดรอกซิล (OH) สร้างแสงสีแดง และโซเดียมสร้างสีเหลืองอ่อน แม้ว่าไนโตรเจนจะมีอยู่มากในอากาศมากกว่าโซเดียม แต่ก็ไม่มีส่วนช่วยในการเรืองแสงมากนัก
สีที่ต่างกันของแอร์โกลว์เป็นผลจากอะตอมและโมเลกุลที่ปลดปล่อย
พลังงาน (ควอนตั้ม) ในปริมาณเฉพาะออกมาในรูปของแสง ตัวอย่างเช่น ที่ระดับความสูง แสงอัลตราไวโอเลตสามารถแยกโมเลกุลออกซิเจน ( O₂) ออกเป็นอะตอมออกซิเจนคู่หนึ่ง และเมื่ออะตอมเหล่านี้รวมตัวกันอีกครั้งเป็นโมเลกุลออกซิเจน จะทำให้เกิดแสงสีเขียวที่แตกต่างกัน
อะตอมของโซเดียมประกอบขึ้นเป็นเศษเสี้ยวเล็ก ๆ ของชั้นบรรยากาศของเรา แต่พวกมันประกอบกันเป็นส่วนใหญ่ของการเรืองแสงในอากาศ และมีต้นกำเนิดที่ไม่ธรรมดามาก นั่นคือดาวตก
คุณสามารถเห็นดาวตกในคืนที่มืดมิดได้หากคุณเต็มใจที่จะรอ พวกมันคืออุกกาบาตขนาดเล็กจิ๋ว เกิดจากเม็ดฝุ่นที่ร้อนขึ้นและระเหยเป็นไอในชั้นบรรยากาศขณะที่พวกมันเคลื่อนที่ด้วยความเร็วมากกว่า 11 กิโลเมตรต่อวินาที
เมื่อดาวตกสว่างไสวไปทั่วท้องฟ้าที่ระดับความสูงประมาณ 100 กิโลเมตร พวกมันทิ้งร่องรอยของอะตอมและโมเลกุลไว้เบื้องหลัง บางครั้งคุณสามารถเห็นดาวตกที่มีสีต่างกัน ซึ่งเป็นผลมาจากอะตอมและโมเลกุลที่บรรจุอยู่ ดาวตกที่สว่างมากสามารถทิ้งร่องรอยของควันที่มองเห็นได้ และในบรรดาอะตอมและโมเลกุลเหล่านั้นก็มีโซเดียมอยู่เพียงหางอึ่ง
อะตอมของโซเดียมในระดับสูงนี้มีประโยชน์ต่อนักดาราศาสตร์จริงๆ บรรยากาศของเราเคลื่อนไหวตลอดเวลา ปั่นป่วน และทำให้ภาพของดาวเคราะห์ ดวงดาว และกาแล็กซีพร่ามัว ลองนึกถึงแสงระยิบระยับที่คุณเห็นเมื่อคุณมองไปตามถนนยาวในช่วงบ่ายของฤดูร้อน
เพื่อชดเชยความปั่นป่วน นักดาราศาสตร์ถ่ายภาพอย่างรวดเร็วของดาวสว่างและวัดว่าภาพของดวงดาวบิดเบี้ยวอย่างไร กระจกปรับรูปร่างพิเศษสามารถปรับได้เพื่อขจัดความผิดเพี้ยน ทำให้ได้ภาพที่คมชัดกว่าภาพจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศ (แม้ว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศจะยังมีข้อดีตรงที่ไม่มองผ่าน airglow)
เทคนิคนี้เรียกว่า “ออปติกแบบปรับได้” มีประสิทธิภาพ แต่มีปัญหาใหญ่ มีดาวสว่างตามธรรมชาติไม่มากพอให้ออปติกแบบปรับตัวทำงานทั่วทั้งท้องฟ้า ดังนั้น นักดาราศาสตร์จึงสร้างดาวเทียมขึ้นเองบนท้องฟ้ายามค่ำคืน ซึ่งเรียกว่า “ดาวนำแสงเลเซอร์”
อะตอมของโซเดียมเหล่านี้อยู่สูงเหนือบรรยากาศที่ปั่นป่วน และเราสามารถทำให้พวกมันเรืองแสงสว่างไสวได้ด้วยการยิงเลเซอร์พลังงานไปที่พวกมันที่ปรับให้เป็นสีเหลืองของโซเดียม จากนั้นดาวประดิษฐ์ที่ได้จะสามารถนำมาใช้สำหรับออพติคแบบปรับตัวได้ ดาวตกที่คุณเห็นในเวลากลางคืนช่วยให้เรามองเห็นจักรวาลด้วยการมองเห็นที่คมชัดยิ่งขึ้น
ท้องฟ้าจึงไม่เป็นสีฟ้า อย่างน้อยก็ไม่เสมอไป มันเป็นท้องฟ้ายามค่ำคืนที่เรืองแสงในที่มืดด้วย โดยมีสีเขียว เหลือง และแดงผสมกัน สีของมันเป็นผลมาจากแสงแดด ออกซิเจน และโซเดียมที่กระจัดกระจายจากดาวตก และด้วยฟิสิกส์เล็กน้อยและเลเซอร์ขนาดใหญ่ เราสามารถสร้างดาวเทียมสีเหลืองเพื่อให้ได้ภาพที่คมชัดของจักรวาลของเรา
แนะนำ ufaslot888g
