עמוד הבית > מדעים > פיסיקה ומבנה החומר [כימיה] > גלים וקרינה
ראש גדול


תקציר
ראשית ננסה להבין מהו הצבע, ומה עולה בגורלן של קרני האור בעת שהן חוצות את האטמוספירה. רק אז נוכל להבין מדוע כחולים השמים ולמה השקיעה אדומה?



מדוע כחולים השמים ולמה השקיעה אדומה?
מחבר: ד"ר קובי בן-ברק


מהו צבע?

השמש מאירה את כדור הארץ בשלל צבעים. למה אם כן נצבעים השמים דווקא באור כחול והשקיעה באדום ולא להפך? כדי להשיב לשאלה ננסה ראשית להבין מהו הצבע.

למעשה, מדובר בתחושה המבטאת פעילות פיזיולוגית המתרחשת בתוך מוחנו בעקבות פגיעת אור ברשתיות עינינו. תחושת הצבע הכחול, למשל, נוצרת כך: אורך גל קצר יחסית יוצר תגובה כימית בתאים מסוימים ברשתית העין, ובעקבותיה מתעוררת תגובה עצבית הנעה מן העין לאזורים מסוימים במוח. גירוי באזור זה הוא היוצר את התחושה המוחית "כחול". גל ארוך יותר הפוגע ברשתית יוצר באופן דומה גירוי מוחי שבעקבותיו משדר המוח לתודעה שלנו "אדום". לכל צבע שאנו חשים אחראי אורך גל מסוים ואופייני.

מכאן, השאלה שיש לשאול הפכה משאלה "צבעונית" לשאלה פיזיקלית, והיא: "מדוע השמים מחזירים אל עינינו את אורך הגל הקצר דווקא, המעורר במוחנו תחושה "כחולה" ולא את אורך הגל הארוך יותר, זה המעורר במוחנו תחושה "אדומה"? נענה על השאלה בכך שנבחן מה עולה בגורלן של קרני האור בעת שהן חוצות את האטמוספירה.


מעבר קרני האור בחלל

שבירת קרני האור באטמוספירה

האטמוספירה של כדור הארץ מורכבת ממולקולות אוויר. אוויר זה מכיל גם חלקיקי אבק רבים. אנו רגילים לצייר את השמש כצהובה, אולם שמש המצולמת מחוץ לאטמוספירה נראית לבנה. הצבע הלבן הוא אוסף של כל הצבעים, כי הוא מכיל את כל אורכי הגל. השמש מקרינה אל כדור הארץ גלים מכל אורכי הגל, אשר פוגעים במולקולות האוויר וחלקיקי האבק. אולם, גורלו של כל גל שונה בעקבות הפגיעה. כאשר גל באורך קצר פוגע בחלקיק אוויר – הוא ניתז ממנו לצדדים כאילו פגע בקיר. רוב רובם של הגלים ה"כחולים" פוגעים בחלקיקי האוויר ומוחזרים מהם לכל הכיוונים.

לעומתם, הגלים ה"אדומים", הארוכים, חולפים דרך חלקיקי האוויר. רק מיעוטם מוחזר מהם ומתפזר. הסיבה להבדל זה בין אורכי הגל השונים היא מורכבת ביותר, ולא נפרט אותה בכתבה זו.

ולסיכום…

כאשר אנו מתבוננים בשמים במשך שעות היום, אנו רואים את הגלים בעלי אורך הגל הקצר שפגעו במולקולות האוויר שמסביבנו ומעלינו וחזרו אל עינינו מכל הכיוונים. לכן השמים נראים כחולים.


פיזור קרני האור במשך היום

אם כך, מדוע נראית השמש אדומה בעת השקיעה? כי. . .
בעת השקיעה עושות קרני האור דרך ארוכה יחסית עד הגיען לעינינו. רוב הקרניים בעלות אורך הגל הקצר (ה"כחולות") התפזרו לכל הכיוונים ואינן מגיעות אלינו. הגלים הארוכים, לעומת זאת, חולפים דרך מולקולות האוויר וחלקיקי האבק כאילו לא היו, ומגיעים לעינינו בכמות גדולה. האוויר הוא 'מסננת' המפזרת את הגלים הקצרים, אך מאפשרת לגלים הארוכים לחלוף דרכה.


פיזור קרני האור בעת השקיעה



אל האסופה מסע במרחבי האטמוספרה : מזג אוויר ואקלים - פרקים נבחרים3

ביבליוגרפיה:
כותר: מדוע כחולים השמים ולמה השקיעה אדומה?
מחבר: בן-ברק, קובי (ד"ר)
תאריך: דצמבר 2002 , גליון 30
שם כתב העת: ראש גדול
הוצאה לאור: ראש גדול : עמותה לקידום הידע והחינוך המדעי
הערות: 1. ירחון מדע לצעירים.
2. העמותה למצוינות בחינוך.
הספרייה הוירטואלית מטח - המרכז לטכנולוגיה חינוכית