إذا نظرت إلى الشمس ، عندما تكون مغطاة جزئيًا بالغيوم وتختفي وراء هذه الكتل من الماء في الغلاف الجوي ، يمكنك رؤية مشهد مألوف: أشعة الضوء التي تخترق الغيوم وتسقط على الأرض. في بعض الأحيان تبدو متوازية ، وأحيانًا تبدو متباعدة. في بعض الأحيان يمكن أن يرى شكل الشمس من خلال الغيوم. لماذا يحدث هذا؟
يسأل قارئنا هذا الأسبوع:
هل يمكن أن توضح لي لماذا في يوم غائم يمكنك أن ترى أشعة الشمس تكسر الغيوم؟ يبدو لي أنه نظرًا لأن الشمس أكبر بكثير من الأرض ، وبما أن فوتوناتها تصل إلينا على طول مسارات متوازية تقريبًا ، يجب أن نرى السماء بأكملها مضاءة بالتساوي ، ولا نلاحظ كرة صغيرة من الضوء.
معظم الناس لا يفكرون حتى في الحقيقة المدهشة لوجود ضوء الشمس.
في يوم مشمس نموذجي ، تُضاء السماء بأكملها. تسقط أشعة الشمس على الأرض بالتوازي تقريبًا ، حيث أن الشمس بعيدة جدًا وهي كبيرة جدًا مقارنة بالأرض. الغلاف الجوي شفاف بما فيه الكفاية بحيث يصل كل ضوء الشمس إلى سطح الأرض أو ينثر في جميع الاتجاهات. التأثير الأخير مسؤول عن حقيقة أنه يمكن النظر إلى شيء ما في الشارع في يوم غائم - الجو ينشر ضوء الشمس بشكل مثالي ويملأ المساحة المحيطة به.
هذا هو السبب في أنه في يوم مشمس ساطع ، سيكون ظلك أغمق من بقية السطح الذي يسقط عليه ، ولكنه لا يزال مظللًا. في ظلك ، يمكنك رؤية الأرض بنفس الطريقة كما لو كانت الشمس تختفي وراء الغيوم ، ثم يصبح كل شيء آخر خافتًا مثل ظلك ، ولكن لا يزال مضاءًا بالضوء المنتشر.
مع أخذ ذلك في الاعتبار ، فلنعد إلى ظاهرة ضوء الشمس. لماذا ، عندما تختبئ الشمس خلف الغيوم ، يمكنك أحيانًا رؤية أشعة الضوء؟ ولماذا تبدو أحيانًا أعمدة متوازية ، وأحيانًا كأعمدة متباعدة؟
أول شيء يجب فهمه هو أن تشتت ضوء الشمس ، عندما يصطدم بجزيئات الغلاف الجوي ويعيد التوجيه في جميع الاتجاهات ، يعمل دائمًا - الشمس مختبئة خلف الغيوم أم لا. لذلك ، في فترة ما بعد الظهر ، هناك دائمًا مستوى أساسي من الإضاءة. لذلك ، هذا هو "اليوم" ، وبالتالي ، من أجل إيجاد الظلام خلال النهار ، تحتاج إلى التعمق في الكهف.
ولكن ما هي الأشعة؟ وهي تأتي من فجوات أو أجزاء رقيقة من الغيوم (أو أشجار أو أجسام معتمة أخرى) لا تمنع ضوء الشمس. يبدو هذا الضوء المنقول مباشرة أكثر إشراقًا من محيطه ، لكنه لا يمكن ملاحظته إلا إذا كان يتناقض مع خلفية مظلمة! إذا كان هذا الضوء في كل مكان ، فلن يكون هناك شيء رائع فيه ، وسوف تتكيف أعيننا معه. ولكن إذا تبين أن شعاعًا مشرقًا من الضوء أكثر إشراقًا من محيطك ، فإن عينيك تلاحظ ذلك وتخبرك بالفرق.
ماذا عن شكل الأشعة؟ قد تعتقد أن الغيوم تعمل مثل العدسات أو المنشورات ، فتتسبب في انحراف أو انكسار الأشعة وتتسبب في اختلافها. لكن الأمر ليس كذلك ؛ تمتص الغيوم الضوء وتعيد إصداره بالتساوي في جميع الاتجاهات ، وهذا هو السبب في أنها غير شفافة. يحدث التأثير مع الأشعة فقط حيث لا تمتص السحب معظم الضوء. عند أخذ القياسات ، اتضح أن هذه الأشعة متوازية في الواقع ، والتي تتوافق مع مسافة كبيرة من الشمس. إذا لاحظت الأشعة الموجهة ليس لك وليس لك ، ولكن متعامدة مع خط رؤيتك ، ستجد هذا بالضبط.
السبب الذي يجعلنا نتصور أن الأشعة "تتلاقى" مع الشمس هي نفسها ، والتي يبدو لنا أن القضبان أو قاع الطريق تتقارب عند نقطة واحدة. هذه خطوط متوازية ، أحدها أقرب إليك من الآخر. الشمس بعيدة جدًا ، والنقطة التي ينبعث منها الشعاع أبعد منك عن نقطة الاتصال مع الأرض! هذا ليس واضحًا دائمًا ، ولكن هذا هو السبب في أن الأشعة تأخذ شكل أشعة ، والتي تكون مرئية بوضوح عندما يصبح واضحًا مدى قربك من نهاية الشعاع.
لذلك ، نحن مدينون بوجود أشعة لاحتمال الظلال المحيطة بها وقدرة أعيننا على التمييز بين سطوع الضوء المباشر والظلام النسبي المحيط به. والسبب في أن الأشعة تبدو متقاربة يكمن في المستقبل ، وأن نقطة لمس هذه الأشعة الضوئية المتوازية في الواقع أقرب إلينا من نقطة انطلاقها في أسفل الغيوم. هذا هو علم أشعة الشمس ، ولهذا السبب ينظرون بهذه الطريقة!