การกระเจิงแบบเรย์ลีเป็นปรากฏการณ์ทางกายภาพที่อธิบายว่าแสงโต้ตอบกับอนุภาคขนาดเล็กมากอย่างไร
มันถูกอธิบายครั้งแรกในศตวรรษที่ 19 โดยนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษJohn William Strutt (Lord Rayleigh). งานของเขาแสดงให้เห็นว่าเมื่อแสงผ่าน
ผ่านตัวกลางที่มีอนุภาคขนาดเล็กกว่าความยาวคลื่นของแสงมาก—เช่น โมเลกุลของก๊าซในชั้นบรรยากาศ—แสงจะ
กระเจิงแทนที่จะเดินทางเป็นเส้นตรง
การกระเจิงประเภทนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการทำความเข้าใจว่าแสงแดดมีพฤติกรรมอย่างไรในชั้นบรรยากาศของโลก
แสงแดดที่ส่องมาถึงโลกดูเหมือนเป็นสีขาว แต่จริงๆ แล้วมันคือส่วนผสมของสีต่างๆ มากมาย แต่ละสีมีความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน
เมื่อแสงแดดเข้ามาในชั้นบรรยากาศ มันจะพบกับโมเลกุลของก๊าซขนาดเล็กนับไม่ถ้วน ส่วนใหญ่เป็นไนโตรเจนและออกซิเจน โมเลกุลเหล่านี้มีขนาดเล็กกว่าความยาวคลื่นของแสงที่มองเห็นได้มาก ซึ่งทำให้การกระเจิงแบบเรย์ลีเป็นผลกระทบหลัก
ลักษณะสำคัญของการกระเจิงแบบเรย์ลีคือความยาวคลื่นที่สั้นกว่าจะกระเจิงได้แรงกว่าความยาวคลื่นที่ยาวกว่ามาก.
ในแง่ง่ายๆ:
แสงสีฟ้ามีความยาวคลื่นสั้น
แสงสีแดงมีความยาวคลื่นยาวกว่า
ความยาวคลื่นสั้นจะกระเจิงได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่า
เนื่องจากแสงสีฟ้ากระเจิงอย่างแรงในทุกทิศทาง มันจึงกระจายไปทั่วท้องฟ้า
ไม่ว่าคุณจะมองไปทางไหนในเวลากลางวัน แสงสีฟ้าที่กระเจิงจะส่องมาถึงดวงตาของคุณจากทุกทิศทาง
ความยาวคลื่นที่ยาวกว่า เช่น แสงสีแดงและสีส้ม จะผ่านชั้นบรรยากาศได้โดยตรงกว่าและกระเจิงน้อยกว่า
ผลลัพธ์:
ท้องฟ้าดูเป็นสีฟ้าในระหว่างวัน
ดวงอาทิตย์เองดูเหมือนเป็นสีเหลืองเล็กน้อยแทนที่จะเป็นสีขาวบริสุทธิ์
แม้ว่าแสงสีม่วงจะมีความยาวคลื่นสั้นกว่าแสงสีฟ้า ท้องฟ้าก็ไม่ปรากฏเป็นสีม่วงด้วยเหตุผลหลายประการ:
ปัจจัยเหล่านี้รวมกันทำให้สีฟ้าเป็นสีเด่นที่เรารับรู้
เมื่อดวงอาทิตย์อยู่ต่ำบนขอบฟ้า แสงแดดจะเดินทางผ่านเส้นทางที่ยาวกว่ามากในชั้นบรรยากาศ
ในระหว่างการเดินทางอันยาวนานนี้:
นี่คือเหตุผลที่พระอาทิตย์ตกดินและพระอาทิตย์ขึ้นมักจะแสดงโทนสีแดง ส้ม และทองที่อบอุ่น
การกระเจิงแบบเรย์ลีเป็นปรากฏการณ์ทางกายภาพที่อธิบายว่าแสงโต้ตอบกับอนุภาคขนาดเล็กมากอย่างไร
มันถูกอธิบายครั้งแรกในศตวรรษที่ 19 โดยนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษJohn William Strutt (Lord Rayleigh). งานของเขาแสดงให้เห็นว่าเมื่อแสงผ่าน
ผ่านตัวกลางที่มีอนุภาคขนาดเล็กกว่าความยาวคลื่นของแสงมาก—เช่น โมเลกุลของก๊าซในชั้นบรรยากาศ—แสงจะ
กระเจิงแทนที่จะเดินทางเป็นเส้นตรง
การกระเจิงประเภทนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการทำความเข้าใจว่าแสงแดดมีพฤติกรรมอย่างไรในชั้นบรรยากาศของโลก
แสงแดดที่ส่องมาถึงโลกดูเหมือนเป็นสีขาว แต่จริงๆ แล้วมันคือส่วนผสมของสีต่างๆ มากมาย แต่ละสีมีความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน
เมื่อแสงแดดเข้ามาในชั้นบรรยากาศ มันจะพบกับโมเลกุลของก๊าซขนาดเล็กนับไม่ถ้วน ส่วนใหญ่เป็นไนโตรเจนและออกซิเจน โมเลกุลเหล่านี้มีขนาดเล็กกว่าความยาวคลื่นของแสงที่มองเห็นได้มาก ซึ่งทำให้การกระเจิงแบบเรย์ลีเป็นผลกระทบหลัก
ลักษณะสำคัญของการกระเจิงแบบเรย์ลีคือความยาวคลื่นที่สั้นกว่าจะกระเจิงได้แรงกว่าความยาวคลื่นที่ยาวกว่ามาก.
ในแง่ง่ายๆ:
แสงสีฟ้ามีความยาวคลื่นสั้น
แสงสีแดงมีความยาวคลื่นยาวกว่า
ความยาวคลื่นสั้นจะกระเจิงได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่า
เนื่องจากแสงสีฟ้ากระเจิงอย่างแรงในทุกทิศทาง มันจึงกระจายไปทั่วท้องฟ้า
ไม่ว่าคุณจะมองไปทางไหนในเวลากลางวัน แสงสีฟ้าที่กระเจิงจะส่องมาถึงดวงตาของคุณจากทุกทิศทาง
ความยาวคลื่นที่ยาวกว่า เช่น แสงสีแดงและสีส้ม จะผ่านชั้นบรรยากาศได้โดยตรงกว่าและกระเจิงน้อยกว่า
ผลลัพธ์:
ท้องฟ้าดูเป็นสีฟ้าในระหว่างวัน
ดวงอาทิตย์เองดูเหมือนเป็นสีเหลืองเล็กน้อยแทนที่จะเป็นสีขาวบริสุทธิ์
แม้ว่าแสงสีม่วงจะมีความยาวคลื่นสั้นกว่าแสงสีฟ้า ท้องฟ้าก็ไม่ปรากฏเป็นสีม่วงด้วยเหตุผลหลายประการ:
ปัจจัยเหล่านี้รวมกันทำให้สีฟ้าเป็นสีเด่นที่เรารับรู้
เมื่อดวงอาทิตย์อยู่ต่ำบนขอบฟ้า แสงแดดจะเดินทางผ่านเส้นทางที่ยาวกว่ามากในชั้นบรรยากาศ
ในระหว่างการเดินทางอันยาวนานนี้:
นี่คือเหตุผลที่พระอาทิตย์ตกดินและพระอาทิตย์ขึ้นมักจะแสดงโทนสีแดง ส้ม และทองที่อบอุ่น
