پراکندگی نور

پراکندگی نور فرایندی است که انتقال آن به کمک موادی که آنها را واسط گویند و فقط سبب تغییرات انتقال پرتوها می شود به وجود می آید .علت  این پدیده و پیدایش آن به صورت درخشندگی , به سبب وجود نیروی  اجبار ی نوسانات الکترونها در اتمها و ملکولهای مواد پراکنده کننده است که بر اثر نور برخورد شده به آن ایجاد میشود .

معمولا نور پراکنده شده در واسطهای همگن نوری انتقال می یابند , واسطهای همگن نوری موادی هستند که شاخص شکست آنها مستقل از مختصاتشان است و مقدار آن در سراسر جو ثابت است . قسمتی از انرژی تابشی آسمان به علت برخورد پرتوهای خورشیدی با مولکولهای هوا و ذرات بسیار ریز گرد و خاک معلق در جو است .

رنگ آبی آسمان ناشی از همین فرایند فیزیکی است زیرا در فاصله طول موجهای پرتو مریی , رنگهای بنفش و آبی بیش از سایر رنگها پراکنده می شوند .

به طور کلی ضریب پراکندگی , به وزن مخصوص و کمیتهای الکتریکی واسط بستگی دارد و تابع مستقیمی از قطر اندازه دراتی است که نسبت به پراکندگی حساس هستند و با توان چهارم طول موج نسبت عکس دارند .

طبق فرمول لرد رالی پراکندگی نور آبی نسبت به نور قرمز بیش از 5.48 برابر بزرگتر است . طبق محاسبات صورت گرفته پراکندگی برای مولکولهای گازهای جو , تنها به وزن مخصوص هوا و به طور عکس به توان چهارم طول موج بستگی دارد . رابطه پراکندگی رالی فقط موقعی کاربردی است که نسبت قطر ذرات پراکنده به طول موج کمتر از 1. ( یک دهم ) باشد .

نور خورشید که اساسا سفید است , اغلب به صورت قرمز کم رنگ به سطح زمین میرسد .هنگام غروب که نور سفید خورشید بزرگترین مسیر را در جو طی می کند پراکندگی نور آبی به بیشترین مقدار خود می رسد و تنها قسمت سرخ آن دیده می شود . همین پدیده در زمانی که نور خورشید به درون لایه ای از جو دود آلود می تابد رخ می دهد .

ذرات ابر رنگ نور خورشید را تغییر نمی دهند زیرا قطر آنها بسیار زیاد است . توانایی پراکندگی ذرات ابر در طول موجهای 1. تا 10 سانتیمتر که نوار طول موج بزرگ است به وسیله رادار مشخص میشود .

در سطوح بالای جو که چگال گازهای پراکنده کننده انرژی کم است مقدار انرژی پراکندگی کاهش می یابد از این رو در موقع صعود به ارتفاعات بالای جو بتدریج رنگ آبی آسمان سیاه رنگ میشود و وقتی اثر پراکندگی کاملا حذف شد آسمان کاملا تیره به نظر می رسد .

هنگامی که جو شامل ذرات گرد و خاک با قطر بزرگ یا ذرات ریز بخار آب - که اصطلاحا غبار گوییم , باشد دیگر پراکندگی نسبت به طول موجها انتخابی نیست . در این قسمت طول موجهای بلند نیز مشابه طول موج کوتاه پراکنده می گردد و در نتیجه رنگ آسمان کمتر آبی است و بیشتر به رنگ سفید یا خاکستری متمایل می شود . رنگ آبی آسمان نشانه پاکیزگی و تمیزی جو می باشد . هر قدر آسمان آبی تر باشد ناخالصی یا همان آلوئدگی کمتر است و هر چه رنگ ابی کمتر و یا به رنگ سفید شیری دراید آلودگی جو بیشتر می باشد .

منبع : هواشناسی عمومی , دکتر هوشنگ قایمی