"การกระเจิงของแสง” ปรากฏการณ์แสง ที่ทำให้ท้องฟ้าช่วงเวลาเช้าและเย็น เป็นสีส้มอมแดง

ปรากฏการณ์การเปลี่ยนสีของท้องฟ้าในแต่ละช่วงเวลาของแต่ละวันนั้น เป็นอีกหนึ่งปรากฏการณ์ธรรมชาติที่หลายคนสนใจและชื่นชอบ โดยเฉพาะในช่วงที่ท้องฟ้าเป็นแสงสีส้มอมแดง ในช่วงเวลาเช้าและเย็น เพราะเมื่อมองแล้วสื่ออารมณ์ได้หลากหลายทั้ง อบอุ่น โนแมนติก ดูเศร้าสร้อย หรือ เหงาหงอย

Science MGROnline จึงขอตอบคำถามทำไมท้องฟ้าในแต่ละช่วงเวลาจึงมีสีต่างกัน และทำไมท้องฟ้าช่วงเช้าและเย็น จึงเป็นสีส้มอมแดง

โดยปกติแสงแดดที่เราเห็นได้นั้น ก็คือแสงจากดวงอาทิตย์ที่เดินทางมาโลกเรา โดยใช้เวลาประมาณ 8 นาที โดยแสงที่ส่องมานั้นจะเดินทางมาเป็นเส้นตรง และเป็น แสงสีขาว (White Light) เมื่อถึงโลกแสงที่เดินทางมาก็จะกระทบกับชั้นบรรยากาศของโลก และกระทบกับโมเลกุลต่างๆ ในชั้นบรรยากาศ รวมถึงวัตถุต่างๆ บนพื้นโลก ซึ่งเป็นตัวแปรที่ทำให้มีการแยก แยกองค์ประกอบของแสงขาวออกจากกันได้ เช่น การใช้ปริซึม (Prism) ที่สามารถทำให้เราแยกองค์ประกอบแสงได้ ทั้งหมด 7 สี และแสงแต่ละสียังมีคุณสมบัติที่แตกต่างกัน คือความยาวคลื่นแสง ที่สามารถหักเหได้หากเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่แตกต่างกัน จากการกระทบกับโมเลกุลต่างๆ มนุษย์เราจึงได้เห็นแสงหลากหลายโทนสีที่จากการกระทบของแสงนี้

สีของท้องฟ้าเปลี่ยนแปลงไปตามช่วงเวลาของวันนั้น เกิดจาก “การกระเจิงของแสง” (Scattering of light) เนื่องจากในตอนเช้าและเย็น เมื่อแสงจากดวงอาทิตย์ทำมุมลาดกับพื้นโลก ซึ่งในชั้นบรรยากาศโลกจะมีโมเลกุลต่างๆ มากมาย ซึ่งเป็นสิ่งกีดขวางของแสง ด้วยมุมลาดนี้ ทำให้แสงยังเดินทางผ่านชั้นบรรยากาศเป็นระยะทางที่ยาวกว่าตอนกลางวัน โดยแสงสีม่วง คราม และน้ำเงิน มีความยาวคลื่นน้อยกว่าขนาดโมเลกุลของอากาศ ทำให้แสงเกิดการกระเจิงไปในท้องฟ้าทุกทิศทาง แต่กระเจิงในชั้นบรรยากาศที่อยู่สูงกว่าตอนกลางวัน ส่วนแสงสีเหลือง ส้ม และแดง มีความยาวคลื่นมากกว่าขนาดโมเลกุลของอากาศ แสงจึงสามารถเคลื่อนที่ผ่านโมเลกุลของอากาศมาได้ จึงมองเห็นท้องฟ้าเป็นสีส้ม หรือส้มอมแดง ในช่วงเวลาเช้าและช่วงเวลาเย็น

และด้วยในช่วงเวลาเย็น ที่ต่อมาจากช่วงเวลาบ่ายที่อุณหภูมิในชั้นบรรยากาศอากาศมีความสูง ทำให้ฝุ่นละอองในบรรยากาศเกิดการยกตัวมากกว่าตอนเช้า ซึ่งต่างจากช่วงเวลาเช้า ที่ต่อมาจากช่วงเวลากลางคืนที่มีอุณหภูมิอากาศต่ำที่สุดในรอบวัน ในชั้นบรรยากาศยังมีฝุ่นละอองไม่มาก เพราะยกตัวได้ไม่สูงและบางส่วนถูกชะล้างด้วยน้ำค้าง ดังนั้น ท้องฟ้าในช่วงเย็นจะเป็นสีส้ม หรือสีส้มอมแดง มากกว่าในเช้า จากการกระเจิงของแสงที่น้อยกว่า

ส่วนในช่วงเวลากลางวัน แสงสีม่วง คราม และน้ำเงิน ที่มีความยาวคลื่นน้อยกว่าขนาดโมเลกุลในชั้นบรรยากาศอากาศทำให้แสงกระเจิงไปในท้องฟ้าทุกทิศทาง ทำให้ท้องฟ้าเป็นสีฟ้า