ท้องฟ้าถึงเป็นสีฟ้าเนื่องจากกระบวนการที่เรียกว่า “การกระเจิงของแสง” (Rayleigh scattering) แสงจากดวงอาทิตย์ประกอบด้วยสีต่างๆ ที่มีความยาวคลื่นแตกต่างกัน เมื่อแสงผ่านบรรยากาศของโลกซึ่งเต็มไปด้วยโมเลกุลของก๊าซและอนุภาคขนาดเล็ก แสงสีฟ้าจะถูกกระเจิงออกไปในทิศทางต่างๆ มากกว่าสีอื่นๆ เนื่องจากมันมีความยาวคลื่นสั้นกว่า เมื่อเรามองขึ้นไปที่ท้องฟ้า สีฟ้าที่ถูกกระเจิงออกมามากกว่าสีอื่นๆ จะทำให้ท้องฟ้าดูเป็นสีฟ้า ส่วนในช่วงเช้าหรือเย็นที่แสงต้องเดินทางผ่านชั้นบรรยากาศที่หนากว่า สีฟ้าจะถูกกระเจิงมากจนทำให้ท้องฟ้าดูเป็นสีส้มและแดงแทน
หากจะอธิบายให้ละเอียดเป็นข้อๆ อาจสรุปได้ดังต่อไปนี้
- แสงดวงอาทิตย์และการกระเจิงของแสง:
- แสงจากดวงอาทิตย์ที่เรามองเห็นประกอบด้วยสีต่างๆ ที่มีความยาวคลื่นแตกต่างกัน ตั้งแต่สีแดงที่มีความยาวคลื่นยาว ไปจนถึงสีม่วงที่มีความยาวคลื่นสั้น
- เมื่อแสงดวงอาทิตย์เข้าไปในชั้นบรรยากาศของโลก มันจะชนกับโมเลกุลของก๊าซ เช่น ออกซิเจนและไนโตรเจน รวมถึงอนุภาคเล็กๆ ในบรรยากาศ
- การกระเจิงของแสง (Rayleigh Scattering):
- การกระเจิงเกิดขึ้นเมื่อแสงที่มีความยาวคลื่นสั้น เช่น สีฟ้าและสีม่วง ถูกกระจายออกไปในทิศทางต่างๆ มากกว่าสีที่มีความยาวคลื่นยาว เช่น สีแดงและสีเหลือง
- การกระเจิงของแสงสีฟ้าจะมากกว่าสีอื่นๆ เพราะความยาวคลื่นสั้นๆ ของแสงฟ้าจะทำให้โมเลกุลของอากาศกระเจิงแสงออกไปมากกว่ามาก
- การมองเห็นสีฟ้า:
- เนื่องจากแสงสีฟ้าถูกกระเจิงออกไปทั่วท้องฟ้ามากกว่าสีอื่นๆ เมื่อเรามองไปที่ท้องฟ้า แสงที่มาถึงตาของเราส่วนใหญ่จะเป็นสีฟ้าที่กระเจิงออกมานั่นเอง
- การเปลี่ยนแปลงของสีท้องฟ้า:
- ในช่วงเช้าหรือเย็น เมื่อดวงอาทิตย์อยู่ต่ำขอบฟ้า แสงจะต้องเดินทางผ่านชั้นบรรยากาศที่หนาขึ้น ทำให้แสงสีฟ้าถูกกระเจิงออกไปมากและสีที่มีความยาวคลื่นยาว เช่น สีแดงและสีส้ม จะมีสัดส่วนสูงกว่า ทำให้ท้องฟ้าดูเป็นสีส้มและแดง
สรุปคือ การที่ท้องฟ้าดูเป็นสีฟ้าเป็นผลจากการที่แสงสีฟ้าถูกกระเจิงมากกว่าสีอื่นๆ เมื่อมันผ่านบรรยากาศของโลก
