چرا آسمان آبی است؟

نور خورشید ترکیبی از رنگ‌های گوناگون است. وقتی این نور وارد جو می‌شود، با مولکول‌های بسیار کوچک هوا برهم‌کنش می‌کند. پراکندگی رایلی برای طول موج‌های کوتاه، مانند آبی، بسیار قوی‌تر از طول موج‌های بلند، مانند قرمز است. در نتیجه از هر جهت آسمان، نور آبی بیشتری به چشم ما می‌رسد.

نور بنفش نیز طول موج کوتاهی دارد و به‌خوبی پراکنده می‌شود؛ اما توزیع نور خورشید، حساسیت متفاوت چشم انسان به رنگ‌ها و جذب بخشی از نور بنفش در لایه‌های بالایی جو باعث می‌شود ترکیب نوری که می‌بینیم بیشتر آبی به نظر برسد. رنگ آسمان نتیجه یک عامل منفرد نیست.

هنگام طلوع و غروب، نور خورشید مسیر طولانی‌تری در جو طی می‌کند. در این مسیر بخش زیادی از نور آبی از خط دید مستقیم پراکنده می‌شود؛ بنابراین سهم بیشتری از نورهای زرد، نارنجی و قرمز به چشم ما می‌رسد. گردوغبار و ذرات معلق نیز می‌توانند رنگ غروب را تغییر دهند.

هرچه از سطح زمین بالاتر برویم، معمولاً هوای کمتری بالای سرمان وجود دارد تا نور خورشید را پراکنده کند. بنابراین آسمان در ارتفاع زیاد می‌تواند تیره‌تر دیده شود. بیرون از جو، در نبود پراکندگی کافی، پس‌زمینه فضا حتی در حضور خورشید هم سیاه به نظر می‌آید.

بله. ذرات دود، گردوغبار و قطرات ریز آب، نور را به شیوه‌ای متفاوت از مولکول‌های هوا پراکنده می‌کنند. به همین دلیل آسمان ممکن است سفیدفام، خاکستری یا کدر به نظر برسد. البته از رنگ آسمان به‌تنهایی نمی‌توان میزان دقیق آلودگی یا کیفیت هوا را تعیین کرد.

ابرها از تعداد زیادی قطره آب یا بلور یخ تشکیل شده‌اند که ابعادشان از مولکول‌های هوا بسیار بزرگ‌تر است. این ذرات طیف گسترده‌ای از رنگ‌های نور مرئی را پراکنده می‌کنند؛ ترکیب آن‌ها برای چشم ما سفید دیده می‌شود. ابرهای ضخیم ممکن است به علت کاهش نور عبوری خاکستری شوند.

نه لزوماً. رنگ آسمان به ترکیب جو، اندازه ذرات معلق، غبار و نور ستاره بستگی دارد. برای مثال جو غبارآلود مریخ در بسیاری از روزها رنگی متمایل به سرخ یا قهوه‌ای دارد و پدیده‌های رنگی نزدیک غروب آن با زمین متفاوت‌اند. بنابراین آبی‌بودن آسمان یک ویژگی همگانی سیاره‌ها نیست.