حقائق مثيرة للاهتمام حول غروب الشمس وشروق الشمس. لماذا غروب الشمس أحمر؟ ما بقي عند غروب الشمس

في يوم مشمس صافٍ، تبدو السماء فوقنا زرقاء لامعة. وفي المساء، يلون غروب الشمس السماء باللون الأحمر والوردي و الألوان البرتقالية. فلماذا السماء زرقاء وما الذي يجعل غروب الشمس أحمر؟

ما هو لون الشمس؟

بالطبع الشمس صفراء! كل سكان الأرض سيجيبون، وسيختلف معهم سكان القمر.

ومن الأرض تظهر الشمس باللون الأصفر. لكن في الفضاء أو على القمر، تبدو لنا الشمس بيضاء. لا يوجد جو في الفضاء لتشتيت ضوء الشمس.

على الأرض، يتم امتصاص بعض الأطوال الموجية القصيرة لضوء الشمس (الأزرق والبنفسجي) عن طريق التشتت. أما باقي الطيف فيظهر باللون الأصفر.

وفي الفضاء تبدو السماء داكنة أو سوداء بدلا من اللون الأزرق. وهذا نتيجة عدم وجود غلاف جوي، وبالتالي لا يتشتت الضوء بأي شكل من الأشكال.

ولكن إذا سألت عن لون الشمس في المساء. في بعض الأحيان يكون الجواب هو أن الشمس حمراء. لكن لماذا؟

لماذا تكون الشمس حمراء عند الغروب؟

عندما تتحرك الشمس نحو غروب الشمس، يجب على ضوء الشمس أن يسافر مسافة أكبر في الغلاف الجوي للوصول إلى الراصد. يصل ضوء مباشر أقل إلى أعيننا وتبدو الشمس أقل سطوعًا.

نظرًا لأن ضوء الشمس يجب أن ينتقل لمسافات أطول، يحدث المزيد من التشتت. يمر الجزء الأحمر من طيف ضوء الشمس عبر الهواء بشكل أفضل من الجزء الأزرق. ونرى شمساً حمراء. كلما انخفضت الشمس إلى الأفق، كلما زاد حجم الهواء "المكبر" الذي نراها من خلاله، وأصبح أكثر احمرارا.

لنفس السبب، يبدو أن قطر الشمس أكبر بكثير مما كانت عليه خلال النهار: تلعب طبقة الهواء دور العدسة المكبرة للمراقب الأرضي.

يمكن تلوين السماء المحيطة بغروب الشمس ألوان مختلفة. تكون السماء أجمل عندما يحتوي الهواء على العديد من جزيئات الغبار أو الماء الصغيرة. تعكس هذه الجسيمات الضوء في جميع الاتجاهات. في هذه الحالة، تنتشر موجات الضوء الأقصر. ويرى الراصد أشعة ضوئية ذات أطوال موجية أطول، ولهذا تظهر السماء باللون الأحمر أو الوردي أو البرتقالي.

الضوء المرئي هو نوع من الطاقة التي يمكنها السفر عبر الفضاء. ويظهر ضوء الشمس أو المصباح المتوهج باللون الأبيض، مع أنه في الحقيقة خليط من جميع الألوان. الألوان الأساسية التي يتكون منها لون أبيضوهي الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق والنيلي والبنفسجي. تتحول هذه الألوان باستمرار إلى بعضها البعض، لذلك بالإضافة إلى الألوان الأساسية هناك أيضًا عدد كبير من الظلال المختلفة. كل هذه الألوان والظلال يمكن ملاحظتها في السماء على شكل قوس قزح يظهر في منطقة ذات رطوبة عالية.

الهواء الذي يملأ السماء بأكملها عبارة عن خليط من جزيئات الغاز الصغيرة والجسيمات الصلبة الصغيرة مثل الغبار.

تبدأ أشعة الشمس القادمة من الفضاء بالتشتت تحت تأثير الغازات الجوية، وتحدث هذه العملية وفق قانون رايلي للتشتت. أثناء انتقال الضوء عبر الغلاف الجوي، تمر معظم الأطوال الموجية الطويلة للطيف البصري دون تغيير. يتفاعل جزء صغير فقط من الألوان الأحمر والبرتقالي والأصفر مع الهواء، ويصطدم بالجزيئات والغبار.

عندما يصطدم الضوء بجزيئات الغاز، يمكن أن ينعكس الضوء في اتجاهات مختلفة. وبعض الألوان، مثل الأحمر والبرتقالي، تصل إلى المراقب مباشرة عن طريق مرورها مباشرة عبر الهواء. لكن معظم الضوء الأزرق ينعكس من جزيئات الهواء في كل الاتجاهات. وهذا ينثر الضوء الأزرق في جميع أنحاء السماء ويجعلها تبدو زرقاء.

ومع ذلك، يتم امتصاص العديد من الأطوال الموجية الأقصر من الضوء بواسطة جزيئات الغاز. بمجرد امتصاصه، ينبعث اللون الأزرق في جميع الاتجاهات. وهي منتشرة في كل مكان في السماء. بغض النظر عن الاتجاه الذي تنظر إليه، فإن بعضًا من هذا الضوء الأزرق المتناثر يصل إلى الراصد. وبما أن الضوء الأزرق مرئي في كل مكان فوق رؤوسنا، فإن السماء تبدو زرقاء.

إذا نظرت نحو الأفق، فإن السماء سيكون لها لون شاحب. وهذا نتيجة انتقال الضوء لمسافة أكبر عبر الغلاف الجوي للوصول إلى الراصد. ويتشتت الضوء المتناثر مرة أخرى عبر الغلاف الجوي، وبدرجة أقل اللون الأزرقيصل إلى عين المراقب. ولذلك فإن لون السماء بالقرب من الأفق يبدو شاحبًا أو حتى يبدو أبيضًا تمامًا.

لماذا الفضاء أسود؟

لا يوجد هواء في الفضاء الخارجي. وبما أنه لا توجد عوائق يمكن أن ينعكس عنها الضوء، فإن الضوء ينتقل مباشرة. وأشعة الضوء غير متناثرة، وتظهر "السماء" مظلمة وسوداء.

أَجواء.

الغلاف الجوي عبارة عن خليط من الغازات والمواد الأخرى التي تحيط بالأرض على شكل قشرة رقيقة معظمها شفافة. الغلاف الجوي ثابت في مكانه بفعل جاذبية الأرض. المكونات الرئيسية للغلاف الجوي هي النيتروجين (78.09%) والأكسجين (20.95%) والأرجون (0.93%) وثاني أكسيد الكربون (0.03%). ويحتوي الغلاف الجوي أيضًا على كميات صغيرة من الماء (في أماكن مختلفة يتراوح تركيزه من 0% إلى 4%)، وجزيئات صلبة وغازات النيون والهيليوم والميثان والهيدروجين والكريبتون والأوزون والزينون. العلم الذي يدرس الغلاف الجوي يسمى الأرصاد الجوية.

لن تكون الحياة على الأرض ممكنة بدون وجود الغلاف الجوي الذي يزودنا بالأكسجين الذي نحتاجه للتنفس. بالإضافة إلى ذلك، يؤدي الغلاف الجوي وظيفة مهمة أخرى - فهو يساوي درجة الحرارة في جميع أنحاء الكوكب. إذا لم يكن هناك غلاف جوي، فقد تكون هناك حرارة شديدة في بعض الأماكن على الكوكب، وفي أماكن أخرى شديدة البرودة، ويمكن أن يتقلب نطاق درجة الحرارة من -170 درجة مئوية في الليل إلى +120 درجة مئوية خلال النهار. كما يحمينا الغلاف الجوي من الإشعاعات الضارة القادمة من الشمس والفضاء، حيث يمتصها ويشتتها.

هيكل الغلاف الجوي

يتكون الغلاف الجوي من طبقات مختلفة، ويحدث الانقسام إلى هذه الطبقات حسب درجة حرارتها وتركيبها الجزيئي وخواصها الكهربائية. ليس لهذه الطبقات حدود محددة بوضوح؛ فهي تتغير موسميًا، وبالإضافة إلى ذلك، تتغير معلماتها عند خطوط العرض المختلفة.

هوموسفير

• الـ 100 كيلومتر السفلية، بما في ذلك طبقات التروبوسفير والستراتوسفير وميزوبوز.
• يشكل 99% من كتلة الغلاف الجوي.
• لا يتم فصل الجزيئات بالوزن الجزيئي.
• التكوين متجانس إلى حد ما، باستثناء بعض الحالات الشاذة المحلية الصغيرة. يتم الحفاظ على التجانس عن طريق الخلط المستمر والاضطراب والانتشار المضطرب.
• الماء هو أحد عنصرين يتم توزيعهما بشكل غير متساو. ومع ارتفاع بخار الماء، فإنه يبرد ويتكثف، ثم يعود إلى الأرض على شكل أمطار - ثلوج وأمطار. الستراتوسفير نفسه جاف جدًا.
• الأوزون هو جزيء آخر توزيعه غير متساو. (اقرأ أدناه عن طبقة الأوزون في الستراتوسفير.)

الغلاف الجوي المتغاير

• يمتد فوق الغلاف الجوي ويشمل الغلاف الحراري والغلاف الخارجي.
• ويستند فصل الجزيئات في هذه الطبقة على الأوزان الجزيئية. وتتركز الجزيئات الأثقل مثل النيتروجين والأكسجين في الجزء السفلي من الطبقة. تسود الأنواع الأخف، الهيليوم والهيدروجين، في الجزء العلوي من الغلاف الجوي المتغاير.

تقسيم الغلاف الجوي إلى طبقات حسب خواصها الكهربائية.

جو محايد

• أقل من 100 كم.

الأيونوسفير

• ما يزيد عن 100 كيلومتر تقريبًا.
• يحتوي على جسيمات (أيونات) مشحونة كهربائياً تنتج عن امتصاص الأشعة فوق البنفسجية
• تتغير درجة التأين مع الارتفاع.
• تعكس الطبقات المختلفة موجات الراديو الطويلة والقصيرة. وهذا يسمح للإشارات الراديوية التي تنتقل في خط مستقيم بالانحناء حول السطح الكروي للأرض.
• يحدث الشفق القطبي في هذه الطبقات الجوية.
• الغلاف المغناطيسيهو الجزء العلوي من الغلاف الأيوني، ويمتد إلى ارتفاع 70 ألف كيلومتر تقريبًا، ويعتمد هذا الارتفاع على شدة الرياح الشمسية. يحمينا الغلاف المغناطيسي من الجسيمات المشحونة عالية الطاقة من الرياح الشمسية عن طريق إبقائها في المجال المغناطيسي للأرض.

تقسيم الغلاف الجوي إلى طبقات حسب درجات حرارتها

ارتفاع الحدود العليا التروبوسفيريعتمد على المواسم وخطوط العرض. وتمتد من سطح الأرض إلى ارتفاع حوالي 16 كيلومتراً عند خط الاستواء، وإلى ارتفاع 9 كيلومترات عند القطبين الشمالي والجنوبي.

• البادئة "تروبو" تعني التغيير. تحدث التغييرات في معلمات طبقة التروبوسفير بسبب الظروف الجوية - على سبيل المثال، بسبب حركة الجبهات الجوية.
• ومع زيادة الارتفاع، تنخفض درجة الحرارة. ويرتفع الهواء الدافئ ثم يبرد ويعود إلى الأرض. وتسمى هذه العملية بالحمل الحراري، وتحدث نتيجة لحركة الكتل الهوائية. تهب الرياح في هذه الطبقة في الغالب عموديًا.
• تحتوي هذه الطبقة على جزيئات أكثر من جميع الطبقات الأخرى مجتمعة.

الستراتوسفير- تمتد من ارتفاع 11 كم إلى 50 كم تقريبًا.

• لديه طبقة رقيقة جدا من الهواء.
• تشير البادئة "strato" إلى الطبقات أو التقسيم إلى طبقات.
• الجزء السفلي من الستراتوسفير هادئ تمامًا. غالبًا ما تطير الطائرات النفاثة إلى طبقة الستراتوسفير السفلية لتجنب سوء الأحوال الجوية في طبقة التروبوسفير.
• توجد في الجزء العلوي من طبقة الستراتوسفير رياح قوية تُعرف باسم التيارات النفاثة عالية الارتفاع. تهب بشكل أفقي بسرعة تصل إلى 480 كم/ساعة.
• تحتوي طبقة الستراتوسفير على "طبقة الأوزون"، وتقع على ارتفاع يتراوح بين 12 إلى 50 كيلومترًا تقريبًا (حسب خط العرض). ورغم أن تركيز الأوزون في هذه الطبقة لا يتجاوز 8 مل/م3، إلا أنه فعال جداً في امتصاص الأشعة فوق البنفسجية الضارة القادمة من الشمس، وبالتالي حماية الحياة على الأرض. يتكون جزيء الأوزون من ثلاث ذرات أكسجين. تحتوي جزيئات الأكسجين التي نتنفسها على ذرتين من الأكسجين.
• طبقة الستراتوسفير باردة جدًا، حيث تبلغ درجة الحرارة حوالي -55 درجة مئوية في الأسفل وتزداد مع الارتفاع. الزيادة في درجة الحرارة بسبب الامتصاص الأشعة فوق البنفسجيةالأكسجين والأوزون.

الميزوسفير- يمتد إلى ارتفاعات حوالي 100 كم.

من السمات المميزة للإنسان هو الفضول. ربما نظر الجميع في مرحلة الطفولة إلى السماء وتساءلوا: "لماذا السماء زرقاء؟" كما اتضح، تتطلب الإجابات على مثل هذه الأسئلة التي تبدو بسيطة بعض قاعدة المعرفة في مجال الفيزياء، وبالتالي لن يتمكن كل والد من شرح سبب هذه الظاهرة بشكل صحيح لطفله.

دعونا نفكر هذا السؤالمن وجهة نظر علمية.

يغطي نطاق الطول الموجي للإشعاع الكهرومغناطيسي كامل نطاق الإشعاع الكهرومغناطيسي تقريبًا، والذي يتضمن أيضًا الإشعاع المرئي للإنسان. والصورة أدناه توضح اعتماد شدة الإشعاع الشمسي على الطول الموجي لهذا الإشعاع.

وبتحليل هذه الصورة، يمكننا أن نلاحظ حقيقة أن الإشعاع المرئي يتمثل أيضًا في شدة متفاوتة للإشعاع ذي الأطوال الموجية المختلفة. وبالتالي، فإن اللون البنفسجي يقدم مساهمة صغيرة نسبيًا في الإشعاع المرئي، والمساهمة الأكبر تكون من خلال الألوان الزرقاء والخضراء.

لماذا السماء زرقاء؟

بادئ ذي بدء، يطرح هذا السؤال حقيقة أن الهواء غاز عديم اللون ولا ينبغي أن ينبعث منه ضوء أزرق. ومن الواضح أن سبب هذا الإشعاع هو نجمنا.

كما تعلم، الضوء الأبيض هو في الواقع مزيج من الإشعاع من جميع ألوان الطيف المرئي. باستخدام المنشور، يمكن فصل الضوء بوضوح إلى مجموعة كاملة من الألوان. يحدث تأثير مماثل في السماء بعد المطر ويشكل قوس قزح. عندما يدخل ضوء الشمس إلى الغلاف الجوي للأرض، فإنه يبدأ في التشتت، أي: يغير الإشعاع اتجاهه. ومع ذلك، فإن خصوصية تكوين الهواء هي أنه عندما يدخل الضوء إليه، فإن الإشعاع ذو الطول الموجي القصير ينتشر بقوة أكبر من الإشعاع طويل الموجة. وبالتالي، مع الأخذ في الاعتبار الطيف الموضح مسبقًا، يمكنك أن ترى أن الضوء الأحمر والبرتقالي لن يغير مساره عمليًا عند المرور عبر الهواء، في حين أن الإشعاع البنفسجي والأزرق سيغير اتجاهه بشكل ملحوظ. ولهذا السبب، يظهر في الهواء ضوء قصير الموجة "متجول"، والذي ينتشر باستمرار في هذه البيئة. ونتيجة للظاهرة الموصوفة، يبدو أن الإشعاع قصير الموجة في الطيف المرئي (البنفسجي، السماوي، الأزرق) ينبعث من كل نقطة في السماء.

الحقيقة المعروفة لإدراك الإشعاع هي أن العين البشرية لا يمكنها التقاط الإشعاع ورؤيته إلا إذا دخل العين مباشرة. بعد ذلك، بالنظر إلى السماء، من المرجح أن ترى ظلال الإشعاع المرئي، والطول الموجي هو الأقصر، لأنه من الأفضل أن ينتشر في الهواء.

لماذا لا ترى اللون الأحمر بوضوح عند النظر إلى الشمس؟ أولا، من غير المرجح أن يتمكن الشخص من فحص الشمس بعناية، لأن الإشعاع المكثف يمكن أن يلحق الضرر بالجهاز البصري. ثانياً: على الرغم من وجود ظاهرة تشتت الضوء في الهواء، إلا أن معظم الضوء المنبعث من الشمس يصل إلى سطح الأرض دون أن يتبدد. ولذلك، يتم دمج جميع ألوان الطيف المرئي للإشعاع، لتكوين ضوء ذو لون أبيض أكثر وضوحًا.

دعنا نعود إلى الضوء المبعثر بالهواء، والذي يجب أن يكون لونه، كما حددنا بالفعل، أقصر طول موجي. من بين الإشعاع المرئي، يتمتع اللون البنفسجي بأقصر طول موجي، يليه اللون الأزرق، والأزرق له طول موجي أطول قليلاً. ومع الأخذ في الاعتبار الشدة المتفاوتة لإشعاع الشمس، يصبح من الواضح أن مساهمة اللون البنفسجي لا تذكر. لذلك، فإن أكبر مساهمة في الإشعاع المنبعث من الهواء تأتي من اللون الأزرق، يليه اللون الأزرق.

لماذا غروب الشمس أحمر؟

في حالة إخفاء الشمس خلف الأفق، يمكننا أن نلاحظ نفس الإشعاع طويل الموجة ذو اللون الأحمر البرتقالي. في هذه الحالة، يجب أن يسافر ضوء الشمس مسافة أكبر بشكل ملحوظ في الغلاف الجوي للأرض قبل أن يصل إلى عين الراصد. عند النقطة التي يبدأ فيها إشعاع الشمس بالتفاعل مع الغلاف الجوي، يكون اللونان الأزرق والأزرق أكثر وضوحًا. ومع ذلك، مع المسافة، يفقد إشعاع الموجة القصيرة شدته، لأنه ينتشر بشكل كبير على طول الطريق. بينما يقوم الإشعاع طويل الموجة بعمل ممتاز في تغطية هذه المسافات الطويلة. ولهذا السبب تكون الشمس حمراء عند غروب الشمس.

كما ذكرنا سابقًا، على الرغم من أن الإشعاع طويل الموجة متناثر بشكل ضعيف في الهواء، إلا أن التشتت لا يزال يحدث. لذلك، أثناء وجودها في الأفق، تنبعث الشمس من الضوء، الذي يصل منه فقط إشعاع الظلال الحمراء والبرتقالية إلى المراقب، والذي لديه بعض الوقت ليتبدد في الغلاف الجوي، ويشكل الضوء "المتجول" المذكور سابقًا. هذا الأخير يلون السماء بظلال متنوعة من اللون الأحمر والبرتقالي.

لماذا الغيوم بيضاء؟

عند الحديث عن السحب، نعلم أنها تتكون من قطرات مجهرية من السائل تعمل على تشتيت الضوء المرئي بشكل موحد تقريبًا، بغض النظر عن الطول الموجي للإشعاع. ثم ضوء منتشر، موجهة في كل الاتجاهات من القطرة، وتنتشر مرة أخرى على قطرات أخرى. في هذه الحالة، يتم الحفاظ على مزيج الإشعاع من جميع الأطوال الموجية، والسحب "تتوهج" (تنعكس) باللون الأبيض.

إذا كان الطقس غائما، فإن الإشعاع الشمسي يصل إلى سطح الأرض قليلا. وفي حالة وجود السحب الكبيرة، أو عددها الكبير، يتم امتصاص جزء من ضوء الشمس، مما يجعل السماء تعتم وتأخذ اللون الرمادي.

عادة ما يرتدي اللون الأزرق. في الليل يتحول إلى اللون الأسود. ولكن أثناء غروب الشمس يتحول دائمًا إلى اللون الأحمر الفاتح. لماذا يحدث هذا، لأي سبب ينتشر اللون القرمزي عبر السماء؟ ربما طرح الكثير من الناس هذا السؤال مرارًا وتكرارًا، وبالتالي فمن المنطقي تقديم إجابة شاملة عليه.

يتم تلوين غروب الشمس بأشعة الشمس، وهو أمر مفهوم للكثيرين. ولكن لماذا هو أحمر وليس برتقالي أو أي لون آخر؟

ملامح الطيف اللوني

قبل أن يصل إلى سطح الأرض، حيث يمكن للناس أن يتأملوه، يجب أن يمر ضوء الشمس عبر الغلاف الجوي بأكمله للكوكب. للضوء طيف واسع، حيث لا تزال الألوان الأساسية وظلال قوس قزح بارزة. ومن بين هذا الطيف، يمتلك اللون الأحمر أطول طول موجي للضوء، بينما يتمتع اللون البنفسجي بأقصر طول موجي. عند غروب الشمس، يتحول قرص الشمس بسرعة إلى اللون الأحمر ويندفع أقرب إلى الأفق.

مواد ذات صلة:

9 حقائق مثيرة للاهتمامعن الزهور

في هذه الحالة، يجب أن يتغلب الضوء على كثافة الهواء المتزايدة، ويتم فقدان بعض الموجات. في البداية يختفي اللون الأرجواني، ثم الأزرق فالسماوي. تستمر أطول موجات اللون الأحمر في التغلغل إلى سطح الأرض حتى آخر لحظة، وبالتالي فإن القرص الشمسي والهالة المحيطة به لها صبغات حمراء حتى اللحظات الأخيرة.

لماذا السماء زرقاء خلال النهار؟

يمكن أن تخترق موجات الضوء الطويلة عمق الغلاف الجوي نظرًا لعدم امتصاصها تقريبًا وعدم تناثرها بواسطة الهباء الجوي والمعلقات التي تنتشر باستمرار في الغلاف الجوي للكوكب. وعندما يكون النجم أقرب إلى السمت، ينشأ وضع مختلف يضمن زرقة السماء. اللون الأزرقله أطوال موجية أقصر من اللون الأحمر ويتم امتصاصه بقوة أكبر. لكن قدرته على التشتت أعلى بأربع مرات مقارنة باللون الأحمر.

مواد ذات صلة:

لماذا تسمى الصين "الإمبراطورية السماوية"؟

عندما تكون الشمس في ذروتها أو قريبة منها، تكون السماء زرقاء دائمًا. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن طبقة الهواء بين الكوكب والنجم في هذه اللحظة صغيرة، وتمر الموجات الزرقاء بحرية. لديهم قدرة كبيرة على الانتشار، وبالتالي يغرقون بنجاح الألوان والظلال الأخرى. لذلك، يهيمن هذا اللون على السماء طوال ساعات النهار تقريبًا.

ما الذي يتغير في المساء؟

مع اقتراب غروب الشمس، تندفع الشمس نحو الأفق، وكلما انخفضت، كلما اقترب المساء بشكل أسرع. وفي مثل هذه اللحظات، تبدأ طبقة الغلاف الجوي التي تفصل ضوء الشمس الأصلي عن سطح الأرض في التزايد بشكل حاد بسبب زاوية الميل. وفي مرحلة ما، تتوقف الطبقة المتكثفة عن إرسال موجات ضوئية غير اللون الأحمر، وفي هذه اللحظة تتحول السماء إلى هذا اللون. ولم يعد اللون الأزرق موجودا، بل يتم امتصاصه أثناء مروره عبر طبقات الغلاف الجوي.

: عند غروب الشمس، تمر الشمس والسماء عبر مجموعة كاملة من الظلال - حيث يتوقف أحدهما أو الآخر عن المرور عبر الغلاف الجوي. ويمكن ملاحظة الشيء نفسه عند لحظة شروق الشمس؛ وأسباب كلتا الظاهرتين هي نفسها.

ماذا يحدث عندما تشرق الشمس؟

عند شروق الشمس، تمر أشعة الشمس بنفس العملية، ولكن بترتيب عكسي. وهذا هو، أولا، تخترق الأشعة الأولى الغلاف الجوي بزاوية قوية، فقط الطيف الأحمر يصل إلى السطح. لذلك، يبدو شروق الشمس في البداية باللون الأحمر. ثم، مع شروق الشمس وتغير الزاوية، تبدأ موجات من الألوان الأخرى بالمرور - تتحول السماء إلى اللون البرتقالي، ثم تصبح زرقاء اللون المعتادة. هناك سماء زرقاء عميقة في منتصف النهار، ثم في المساء، تبدأ في التحول إلى اللون الأرجواني مرة أخرى. على جانب واحد من السماء، بعيدا عن الشمس، لوحظ لون أزرق أسود، ولكن كلما اقتربنا من غروب الشمس، كلما أمكن رؤية ظلال حمراء بالقرب من الأفق، حتى تختفي الشمس تماما.

إذا لم يدور كوكبنا حول الشمس وكان مسطحا تماما، فسيكون الجسم السماوي دائما في ذروة ولن يتحرك في أي مكان - لن يكون هناك غروب الشمس، ولا فجر، ولا حياة. ولحسن الحظ، لدينا الفرصة لمشاهدة شروق الشمس وغروبها - وبالتالي تستمر الحياة على كوكب الأرض.

تتحرك الأرض بلا كلل حول الشمس ومحورها، ومرة ​​واحدة يوميًا (باستثناء خطوط العرض القطبية) يظهر القرص الشمسي ويختفي وراء الأفق، مما يشير إلى بداية ونهاية ساعات النهار. لذلك، في علم الفلك، شروق الشمس وغروبها هما الأوقات التي تظهر فيها النقطة العليا لقرص الشمس أو تختفي فوق الأفق.

بدورها، تسمى الفترة التي تسبق شروق الشمس أو غروبها الشفق: يقع القرص الشمسي بالقرب من الأفق، وبالتالي فإن بعض الأشعة التي تدخل الطبقات العليا من الغلاف الجوي تنعكس منه على سطح الأرض. تعتمد مدة الشفق قبل شروق الشمس أو غروبها بشكل مباشر على خط العرض: في القطبين تستمر من 2 إلى 3 أسابيع، في المناطق القطبية - عدة ساعات، في خطوط العرض المعتدلة - حوالي ساعتين. أما عند خط الاستواء يكون الوقت قبل شروق الشمس من 20 إلى 25 دقيقة.

أثناء شروق الشمس وغروبها، يتم إنشاء تأثير بصري معين عندما تضيء أشعة الشمس سطح الأرض والسماء، وتلوينها بألوان متعددة الألوان. قبل شروق الشمس، عند الفجر، تتمتع الألوان بظلال أكثر دقة، بينما يضيء غروب الشمس الكوكب بأشعة غنية باللون الأحمر والبورجوندي والأصفر والبرتقالي ونادرًا ما يكون اللون الأخضر.

يتمتع غروب الشمس بكثافة الألوان نظرًا لحقيقة أنه خلال النهار ترتفع درجة حرارة سطح الأرض وتقل الرطوبة وتزداد سرعة تدفق الهواء ويرتفع الغبار في الهواء. يعتمد الفرق في اللون بين شروق الشمس وغروبها إلى حد كبير على المنطقة التي يتواجد فيها الشخص ويلاحظ هذه الظواهر الطبيعية المذهلة.

الخصائص الخارجية لظاهرة طبيعية عجيبة

وبما أنه يمكن الحديث عن شروق الشمس وغروبها كظاهرتين متطابقتين تختلفان عن بعضهما البعض في تشبع الألوان، فإن وصف غروب الشمس فوق الأفق يمكن أن ينطبق أيضًا على الوقت قبل شروق الشمس وظهورها، فقط في الاتجاه المعاكس طلب.

كلما انخفض قرص الشمس إلى الأفق الغربي، كلما أصبح أقل سطوعًا ويتحول أولاً إلى اللون الأصفر، ثم البرتقالي وأخيراً الأحمر. تغير السماء أيضًا لونها: في البداية تكون ذهبية، ثم برتقالية، وعلى الحافة - حمراء.

عندما يقترب القرص الشمسي من الأفق، فإنه يكتسب لونًا أحمر داكنًا، وعلى جانبيه يمكنك رؤية شريط مشرق من الفجر، تتدرج ألوانه من الأعلى إلى الأسفل من درجات اللون الأخضر المزرق إلى درجات اللون البرتقالي الساطع. في الوقت نفسه، يتشكل توهج عديم اللون فوق الفجر.

بالتزامن مع هذه الظاهرة، على الجانب الآخر من السماء، يظهر شريط ذو لون رمادي مزرق (ظل الأرض)، يمكنك رؤية فوقه قطعة من اللون البرتقالي الوردي، حزام الزهرة - يظهر فوق الأفق على ارتفاع 10 إلى 20 درجة وفي سماء صافية يمكن رؤيتها في أي مكان على كوكبنا.

كلما ابتعدت الشمس عن الأفق، كلما أصبحت السماء أرجوانية، وعندما تنخفض بمقدار أربع إلى خمس درجات تحت الأفق، يكتسب الظل النغمات الأكثر تشبعًا. بعد ذلك تصبح السماء تدريجياً حمراء نارية (أشعة بوذا)، ومن مكان غروب قرص الشمس تمتد خطوط من الأشعة الضوئية إلى الأعلى، تتلاشى تدريجياً، وبعد اختفائها يمكن رؤية شريط باهت من اللون الأحمر الداكن بالقرب الأفق.

بعد أن يملأ ظل الأرض السماء تدريجيًا، يتبدد حزام الزهرة، وتظهر صورة ظلية للقمر في السماء، ثم النجوم - ويحل الليل (ينتهي الشفق عندما ينخفض ​​قرص الشمس بمقدار ست درجات تحت الأفق). كلما مر الوقت بعد مغادرة الشمس للأفق، أصبح الجو أكثر برودة، وبحلول الصباح، قبل شروق الشمس، يتم ملاحظة أدنى درجة حرارة. لكن كل شيء يتغير عندما تبدأ الشمس الحمراء في الشروق بعد ساعات قليلة: يظهر القرص الشمسي في الشرق، ويختفي الليل، ويبدأ سطح الأرض في الدفء.

لماذا الشمس حمراء

لقد جذب غروب الشمس وشروقها في الشمس الحمراء انتباه البشرية منذ العصور القديمة، ولذلك حاول الناس، باستخدام جميع الأساليب المتاحة لهم، شرح سبب اكتساب قرص الشمس، كونه أصفر، صبغة حمراء على خط الأفق. أول محاولة لتفسير هذه الظاهرة كانت بالأساطير، وتلاها علامات شعبية: كان الناس على يقين من أن غروب الشمس وشروق الشمس الحمراء لا يبشر بالخير.

على سبيل المثال، كانوا مقتنعين بأنه إذا ظلت السماء حمراء لفترة طويلة بعد شروق الشمس، فإن اليوم سيكون حارا بشكل لا يطاق. وقالت لافتة أخرى إنه إذا كانت السماء في الشرق حمراء قبل شروق الشمس، وبعد شروق الشمس يختفي هذا اللون على الفور، فسوف تمطر. يعد شروق الشمس الحمراء أيضًا بالطقس السيئ إذا اكتسبت على الفور لونًا أصفر فاتحًا بعد ظهورها في السماء.

إن شروق الشمس الحمراء في مثل هذا التفسير لا يمكن أن يرضي العقل البشري الفضولي لفترة طويلة. لذلك، بعد اكتشاف القوانين الفيزيائية المختلفة، بما في ذلك قانون رايلي، وجد أن اللون الأحمر للشمس يفسر بحقيقة أنها، باعتبارها ذات أطول موجة، تنتشر بشكل أقل بكثير في الغلاف الجوي الكثيف للأرض مقارنة بغيرها. الألوان.

لذلك، عندما تكون الشمس في الأفق، تنزلق أشعتها على طول سطح الأرض، حيث لا يتمتع الهواء بأعلى كثافة فحسب، بل يتميز أيضًا برطوبة عالية للغاية في هذا الوقت، مما يؤخر الأشعة ويمتصها. ونتيجة لذلك، فإن أشعة الألوان الحمراء والبرتقالية فقط هي القادرة على اختراق الأجواء الكثيفة والرطبة في الدقائق الأولى من شروق الشمس.

شروق الشمس وغروبها

على الرغم من أن الكثيرين يعتقدون أن أقرب غروب الشمس في نصف الكرة الشمالي يحدث في 21 ديسمبر، وآخرها في 21 يونيو، إلا أن هذا الرأي في الواقع خاطئ: فأيام الانقلاب الشتوي والصيفي ليست سوى تواريخ تشير إلى وجود أقصر أو انقلاب صيفي. أتمنى لك يوم طويلكل سنة.

ومن المثير للاهتمام أنه كلما زاد خط العرض شمالًا، كلما اقترب غروب الشمس الأخير من العام من الانقلاب. على سبيل المثال، في عام 2014، عند خط عرض 62 درجة، حدث ذلك في 23 يونيو. ولكن عند خط العرض الخامس والثلاثين، حدث آخر غروب الشمس في العام بعد ستة أيام (تم تسجيل أقرب شروق الشمس قبل أسبوعين، قبل أيام قليلة من 21 يونيو).

بدون وجود تقويم خاص في متناول اليد، من الصعب جدًا تحديد الوقت الدقيق لشروق الشمس وغروبها. ويفسر ذلك حقيقة أنه بينما تدور الأرض بشكل منتظم حول محورها والشمس، فإنها تتحرك بشكل غير متساو في مدار بيضاوي الشكل. ومن الجدير بالذكر أنه لو كان كوكبنا يتحرك حول الشمس، فلن يتم ملاحظة مثل هذا التأثير.

لقد لاحظت البشرية مثل هذه الانحرافات الزمنية منذ وقت طويل، وبالتالي حاول الناس طوال تاريخهم توضيح هذه المشكلة لأنفسهم: فالهياكل القديمة التي أقاموها، والتي تشبه إلى حد كبير المراصد، قد نجت حتى يومنا هذا (على سبيل المثال، ستونهنج في إنجلترا أو أهرامات المايا في أمريكا).

على مدى القرون القليلة الماضية، ابتكر علماء الفلك تقويمات قمرية وشمسية من خلال مراقبة السماء لحساب وقت شروق الشمس وغروبها. في الوقت الحاضر، بفضل الشبكة الافتراضية، يمكن لأي مستخدم للإنترنت حساب شروق الشمس وغروبها باستخدام خدمات خاصة عبر الإنترنت - للقيام بذلك، ما عليك سوى الإشارة إلى المدينة أو الإحداثيات الجغرافية (إذا لم تكن المنطقة المطلوبة على الخريطة)، وكذلك التاريخ المطلوب .

ومن المثير للاهتمام أنه بمساعدة مثل هذه التقاويم، يمكنك في كثير من الأحيان معرفة ليس فقط وقت غروب الشمس أو الفجر، ولكن أيضًا الفترة بين بداية الشفق وقبل شروق الشمس، وطول النهار/الليل، والوقت الذي تكون فيه الشمس في وضع الغروب. ذروتها، وأكثر من ذلك بكثير.

>> لماذا الشمس حمراء؟

لماذا تتحول الشمس إلى اللون الأحمر عند غروب الشمس؟: رسم تخطيطي لحركة نجم عبر سماء الأرض، وملامح الغلاف الجوي للكوكب وانكسار الضوء، الطرف الأحمر من الطيف.

لماذا الشمس حمراء؟ سؤال مذهل. بعد كل شيء، يمكننا أن نلاحظ أنه في كثير من الأحيان عند غروب الشمس تتحول الشمس إلى اللون الأحمر، وترسم السماء بظلال دموية. كيف يحدث هذا ولماذا لونه أحمر؟ أبسط إجابة هي أن الضوء ينكسر بواسطة الجزيئات الموجودة في الغلاف الجوي وكل ما نراه هو الطرف الأحمر من الطيف. لكي تفهم بشكل أفضل، يجب أن يكون لديك فهم أساسي لكيفية تصرف الضوء في الهواء، وتكوين الغلاف الجوي، ولون الضوء، والأطوال الموجية، وتشتت رايلي.

يعد الغلاف الجوي أحد العوامل الرئيسية في تحديد لون غروب الشمس. يتكون الغلاف الجوي للأرض بشكل رئيسي من الغازات مع إضافة جزيئات أخرى. ويؤثر ذلك على ما يمكن رؤيته في كل اتجاه حيث أن الغلاف الجوي يحيط بالأرض بالكامل. الغازات الأكثر شيوعًا هي النيتروجين (78٪) والأكسجين (21٪). وتتكون نسبة الواحد في المائة المتبقية من الغازات النزرة مثل الأرجون وبخار الماء، وعناصر صلبة أكثر دقة مثل الغبار والسخام والرماد وحبوب اللقاح والأملاح من المحيطات. قد يكون هناك المزيد من الماء في الغلاف الجوي بعد المطر، أو بالقرب من المحيط. يمكن للبراكين أن تقذف كميات كبيرة من جزيئات الغبار إلى الغلاف الجوي. يمكن أن يشمل التلوث مجموعة متنوعة من الغازات والغبار والسخام.

ثم عليك أن تنظر إلى موجات الضوء ولون الضوء. الضوء هو الطاقة التي تنتقل في موجات. الضوء عبارة عن موجة من المجالات الكهربائية والمغناطيسية المهتزة، والتي تعتبر جسيمًا من النطاق الكهرومغناطيسي. تنتقل الموجات الكهرومغناطيسية عبر الفضاء بسرعة الضوء (299.792 كم/ثانية). تعتمد طاقة الانبعاث على الطول الموجي والتردد.

طول الموجة هو المسافة بين قمم الأمواج. التردد هو عدد الموجات التي تنتقل في كل ثانية. كلما زاد الطول الموجي للضوء، انخفض التردد، وقلت الطاقة التي يحتوي عليها. الضوء المرئي هو جزء من النطاق الكهرومغناطيسي الذي نراه. قد يبدو الضوء الصادر من المصباح الكهربائي باللون الأبيض، إلا أنه عبارة عن مزيج من عدة ألوان. قوس قزح هو تأثير المنشور الطبيعي. يتم دمج نغمات الطيف مع بعضها البعض، ولها أطوال موجية وترددات وطاقات مختلفة. اللون الأرجواني لديه أكثر قصير الطولموجة، مما يعني أنها تمتلك التردد والطاقة الأكثر أهمية. الأحمر لديه أطول الأطوال الموجية وأدنى التردد والطاقة.

ولجمع كل هذا معًا، يجب علينا أن ننظر إلى عمل الضوء في هواء كوكبنا. ما يحدث للضوء يعتمد على الطول الموجي للضوء وحجم الجسيمات. جزيئات الغبار وقطرات الماء أكبر بكثير من الطول الموجي للضوء المرئي، لذا فهي ترتد في اتجاهات مختلفة. ويظهر الضوء المنعكس باللون الأبيض لأنه لا يزال يحتوي على نفس الألوان، ولكن جزيئات الغاز أصغر من الطول الموجي للضوء المرئي. عندما يضربهم الضوء، فإنه يعمل بشكل مختلف. بمجرد أن يصل جزيء الغاز إلى الضوء، يمكن امتصاص جزء منه. وفي وقت لاحق، يصدر الجزيء الضوء في اتجاهات مختلفة. اللون المنبعث هو نفس اللون الذي تم امتصاصه. الألوان المختلفة للضوء لها تأثيرات مختلفة. يمكن استيعاب جميع الألوان، ولكن أكثر من ذلك ترددات عالية(الأزرق) يتم امتصاصه في كثير من الأحيان أكثر من الترددات المنخفضة (الأحمر). وتسمى هذه العملية بتشتت رايلي.

إذن الجواب على السؤال لماذا الشمس حمراء؟ التالي: عند غروب الشمس، يجب أن يسافر الضوء مسافة أبعد عبر الغلاف الجوي قبل أن يصل إليك، لذلك ينعكس ويتشتت أكثر، وتخرج الشمس من الظلام. يتغير لون الشمس من البرتقالي إلى الأحمر بسبب وجود المزيد من الموجات الزرقاء والخضراء المتناثرة الآن وتبقى الموجات الأطول (البرتقالية والحمراء) مرئية فقط.