หายสงสัย ทำไมท้องฟ้าจึงมีสีฟ้า ปัญหาเด็กๆที่หลายคนไม่รู้

         เป็นอีกหนึ่งประเด็นที่หลายคนคงเคยตั้งคำถามตั้งแต่เด็ก ๆ สำหรับการที่เราเห็นสีท้องฟ้าแล้วก็เกิดความสงสัย ว่าเพราะอะไรท้องฟ้าจึงมีสีฟ้า แต่น้อยคนที่จะทราบที่มีที่ไป ว่าเพราะอะไร ท้องฟ้าจึงมีสีฟ้า 

ทำไมท้องฟ้าจึงมีสีฟ้า 

       แต่คำถามเหล่านี้มีคำตอบที่สามารถอธิบายในทางวิทยาศาสตร์ได้ โดยเฟซบุ๊กเพจ อาจวรงค์ ป๋องแป๋ง จันทมาศ ได้เผยภาพ พร้อมระบุว่า…..

ทำไมท้องฟ้ามีสีฟ้า? #คำถามที่สงสัยมานาน (จัดทำโดย โดย ณัฐณิชา เมรินทร์)  

ทำไมท้องฟ้าจึงมีสีฟ้า?

        การกระเจิงแบบเรเลห์ (Rayleigh scattering) เป็นกรณีที่ขนาดของอนุภาคในอากาศ เล็กกว่า ขนาดของ (scattering) ความยาวคลื่นมาก ในกรณีนี้ อัตราการกระเจิง จะแปร ผกผัน กับขนาดของความยาวคลื่นยกกำลังสี่ 

        การพึ่งพาความยาวคลื่นที่รุนแรงของการกระเจิง (~ λ −4 ) หมายถึงความยาวคลื่นที่สั้นกว่า ( สีน้ำเงิน ) จะกระจัดกระจายอย่างรุนแรงมากกว่าความยาวคลื่นที่ยาวกว่า ( สีแดง ) ส่งผลให้แสงสีน้ำเงินทางอ้อมมาจากทุกภูมิภาคของท้องฟ้า การกระเจิงของเรย์ลีเป็นการประมาณที่ดีของลักษณะที่การกระเจิงของแสงเกิดขึ้นภายในสื่อต่าง ๆ ซึ่งอนุภาคที่กระจัดกระจายมีขนาดเล็ก ( พารามิเตอร์ ) 

        ลำแสงส่วนหนึ่งที่มาจากดวงอาทิตย์จะกระจายโมเลกุลของก๊าซและอนุภาคขนาดเล็กอื่น ๆ ในชั้นบรรยากาศออกไป ที่นี่การกระเจิงของ Rayleigh ส่วนใหญ่เกิดขึ้นจากปฏิสัมพันธ์ของแสงแดดกับโมเลกุลของอากาศที่อยู่แบบสุ่ม แสงที่กระจัดกระจายนี้ทำให้ท้องฟ้าโดยรอบมีความสว่างและสีของมัน ตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้การกระเจิงของ Rayleigh นั้นแปรผกผันกับกำลังที่สี่ของความยาวคลื่น 

ดังนั้นแสงสีม่วงและสีน้ำเงินที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่าจะกระเจิงมากกว่าความยาวคลื่นที่ยาวกว่า (แสงสีเหลืองและโดยเฉพาะอย่างยิ่งแสงสีแดง)  

      นอกจากนี้ ออกซิเจนในชั้นบรรยากาศของโลกยังดูดซับความยาวคลื่นที่ขอบของบริเวณอุลตร้าไวโอเลตของสเปกตรัม สีที่ได้ซึ่งดูเหมือนสีน้ำเงินซีดนั้นแท้จริงแล้วคือส่วนผสมของสีที่กระจัดกระจายทั้งหมดโดยส่วนใหญ่เป็นสีน้ำเงินและสีเขียว ในทางกลับกันการมองไปที่ดวงอาทิตย์สีที่ไม่กระจัดกระจาย – ความยาวคลื่นที่ยาวขึ้นเช่นแสงสีแดงและสีเหลืองจะมองเห็นได้โดยตรงทำให้ดวงอาทิตย์มีสีเหลืองเล็กน้อย อย่างไรก็ตามเมื่อมองจากอวกาศท้องฟ้าเป็นสีดำและดวงอาทิตย์เป็นสีขาว 

       การทำให้ดวงอาทิตย์เป็นสีแดงจะทวีความรุนแรงขึ้นเมื่ออยู่ใกล้ขอบฟ้าเนื่องจากแสงที่ได้รับโดยตรงจากดวงอาทิตย์จะต้องผ่านชั้นบรรยากาศมากขึ้น ผลกระทบจะเพิ่มขึ้นอีกเนื่องจากแสงแดดจะต้องผ่านในสัดส่วนที่มากขึ้นของชั้นบรรยากาศที่อยู่ใกล้พื้นผิวโลกซึ่งมีความหนาแน่นมากกว่า สิ่งนี้จะลบสัดส่วนที่สำคัญของความยาวคลื่นที่สั้นกว่า (สีน้ำเงิน) และแสงความยาวคลื่นปานกลาง (สีเขียว) จากเส้นทางตรงไปยังผู้สังเกต ดังนั้นแสงที่ยังไม่กระจายส่วนใหญ่จึงมีความยาวคลื่นยาวกว่าและปรากฏเป็นสีแดงมากกว่า 

       ในสถานที่ที่มีมลภาวะทางแสงเพียงเล็กน้อยท้องฟ้ายามค่ำคืนที่มีแสงจันทร์จะเป็นสีฟ้าเช่นกันเนื่องจากแสงจันทร์สะท้อนกับแสงแดดโดยมีอุณหภูมิสีต่ำกว่าเล็กน้อยเนื่องจากดวงจันทร์มีสีน้ำตาล

ท้องฟ้าที่มีแสงจันทร์จะไม่ถูกมองว่าเป็นสีฟ้าเนื่องจากในระดับแสงน้อยการมองเห็นของมนุษย์ส่วนใหญ่มาจากเซลล์ของแท่งที่ไม่สร้างการรับรู้สีใด ๆ ( ผล Purkinje )  

       สรุปแบบเข้าใจง่ายๆ ในตอนกลางวันเราก็จะเห็นท้องฟ้าเป็นสีฟ้า จากการกระเจิงของแสงสีฟ้าและม่วง ส่วนในตอนเย็นเราจะเห็นท้องฟ้าเป็นสีส้ม จากการกระเจิงของแสงสีส้มและแดงนั่นเอง 

         ตอนเด็ก ๆ เราอาจจะเคยถูกบอกมาว่า ท้องฟ้าเป็นสีฟ้า โดยที่ไม่รู้เลยว่าเพราะอะไรท้องฟ้าจึงมีสีฟ้า แต่ตอนนี้ก็ได้ทราบเหตุผลทางวิทยาศาสตร์กันแล้วค่ะ 

เรียบเรียงโดย : thaihitz.com ขอขอบคุณข้อมูลจาก  อาจวรงค์ ป๋องแป๋ง จันทมาศ