ทำไมท้องฟ้าถึงเปลี่ยนเป็นสีแดงเมื่อพระอาทิตย์ขึ้นและตก?

Why Does the Sky Turn Red at Sunrise and Sunset?

ทำไมท้องฟ้าถึงเปลี่ยนเป็นสีแดงเมื่อพระอาทิตย์ขึ้นและตก?

ดวงอาทิตย์สีส้มหรือสีแดงในตอนเช้าตรู่หรือตอนเย็นเป็นภาพที่น่าจับตามอง ท้องฟ้าเปลี่ยนเป็นสีสดใสเหล่านี้เนื่องจากปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการกระเจิงของเรย์ลี

การทำสีจากสิ่งที่แตกต่างกัน

แสงแดดที่เราเห็นเป็นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่ปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์ เรียกว่าแสงที่มองเห็นได้มีลักษณะเป็นสีขาว แต่ประกอบด้วยสีที่มีความยาวคลื่นต่างกันโดยสีม่วงมีความยาวคลื่นสั้นที่สุดและสีแดงจะยาวที่สุด คุณสามารถเห็นสีต่างๆได้เมื่อคุณมองผ่านปริซึมหรือเมื่อรุ้งปรากฏบนท้องฟ้า

บรรยากาศของโลก

ชั้นบรรยากาศของโลกส่วนใหญ่ประกอบด้วยโมเลกุลของก๊าซโดยออกซิเจนประกอบด้วยประมาณ 21% และไนโตรเจนประมาณ 78% นอกจากนี้โมเลกุลของน้ำในรูปของหยดผลึกน้ำแข็งและไอและอนุภาคต่างๆเช่นฝุ่นละอองมลพิษและเถ้าสามารถพบได้ในชั้นบรรยากาศซึ่งมีความหนาแน่นมากขึ้นใกล้โลกมากขึ้นและบางลงเมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น

เมื่อแสงแดดกระทบกับโมเลกุลของก๊าซเช่นไนโตรเจนและออกซิเจนแสงที่มีความยาวคลื่นยาวกว่าเช่นสีแดงสีเหลืองและสีส้มจะส่องผ่านได้ง่ายในขณะที่แสงที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่าเช่นสีน้ำเงินและสีม่วงจะถูกดูดซับและกระจัดกระจายไปทุกทิศทางโดย โมเลกุลของก๊าซ เมื่อคุณมองขึ้นไปบนท้องฟ้าในตอนกลางวันแสงสีฟ้าและสีม่วงที่กระจัดกระจายนี้จะมาถึงดวงตาของคุณอย่างไรก็ตามดวงตาของมนุษย์เปิดรับความถี่สีน้ำเงินมากกว่าความถี่สีม่วงดังนั้นท้องฟ้าจึงดูเป็นสีฟ้า ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า Rayleigh scattering ได้รับการตั้งชื่อตามนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ John William Strutt หรือที่รู้จักกันในชื่อ Lord Rayleigh นอกจากจะทำให้ท้องฟ้าเป็นสีฟ้าแล้วยังเป็นสาเหตุที่ทำให้ดวงอาทิตย์เป็นสีเหลืองในตอนกลางวันแม้ว่าแสงแดดจะเป็นสีขาวก็ตาม เมื่อดวงอาทิตย์อยู่สูงบนท้องฟ้าแสงจะต้องเดินทางผ่านชั้นบรรยากาศเป็นระยะทางสั้นลง ซึ่งหมายความว่าแสงสีเหลืองสีส้มและสีแดงส่วนใหญ่ผ่านไปในขณะที่แสงสีน้ำเงินและสีม่วงจำนวนเล็กน้อยกระจัดกระจายและนำออกจากการผสม ดวงอาทิตย์จึงดูเป็นสีเหลืองสำหรับเราที่นี่บนโลก

เดินทางได้ไกลขึ้น ในช่วงพระอาทิตย์ตกและพระอาทิตย์ขึ้นเมื่อดวงอาทิตย์อยู่ใกล้ขอบฟ้ามากขึ้นแสงแดดจะต้องเดินทางผ่านระยะทางไกลขึ้นและสภาพแวดล้อมที่หนาแน่นมากขึ้นเพื่อเข้าถึงสายตาของผู้สังเกตการณ์ เนื่องจากการกระเจิงของเรย์ลีแสงส่วนใหญ่ที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่าสีน้ำเงินม่วงและเขียวจะกระจัดกระจายไปหลายครั้งโดยเหลือเพียงแสงที่มีความยาวคลื่นยาวกว่าคือสีแดงสีส้มและสีเหลืองเพื่อส่งผ่านไปยังผู้สังเกตการณ์โดยตรง ด้วยเหตุนี้ดวงอาทิตย์ที่กำลังขึ้นและตกจึงมีแนวโน้มที่จะมีเฉดสีแดงส้มและเหลืองที่งดงาม

ฝุ่นละอองและมลพิษ

คุณภาพของอากาศที่แสงแดดส่องผ่านยังมีผลต่อสีของดวงอาทิตย์ขึ้นและดวงอาทิตย์ตก อนุภาคฝุ่นและมลพิษมักจะทำให้สีบนท้องฟ้าลดลงรวมทั้งขัดขวางไม่ให้แสงส่องถึงผู้สังเกตการณ์บนพื้นดิน ด้วยเหตุนี้ท้องฟ้าจึงมีสีแดงและเหลืองหม่นเมื่ออากาศเต็มไปด้วยฝุ่นละอองและมลพิษ นี่คือสาเหตุที่พระอาทิตย์ขึ้นและตกในพื้นที่ชนบทเหนือมหาสมุทรและทะเลทรายจึงมีสีสันและสดใสมากกว่าในเมืองและในเขตเมือง