چرا آسمان آبی است؟

رنگ آسمان ناشی از این واقعیت است که نور با ذراتی که به آن‌ها برخورد می‌کند، در این‌جا منظور ملکول‌های تشکیل دهنده جو زمین است، بر هم کنش دارد.

این فرایند که پراکندگی نام دارد، به این صورت است که نوری که به ذره برخورد می‌کند، توسط ذره جذب و سپس در تمام جهات بازتابانده می‌شود. در این فرایند دو عامل طول موج نور و اندازه ذره‌ای که نور با آن برخورد می‌کند، دخالت دارند.

بنابر قانون ریل، اگر اندازه ذره کمتر از طول موج‌های نور مرئی باشد، آن ذره به طور بسیار گزینشی عمل خواهد کرد که یعنی طول موج‌های کوتاهتر را بهتر و بیشتر از طول موج‌های بلند پراکنده می‌کنند.

البته تمام رنگهای نور تا حدی پراکنده می‌شوند، اما ملکول‌های جو زمین که ابعادشان کوچکتر از طول موج نور آبی است، نور آبی را بیشتر از نور سبز، زرد یا قرمز پراکنده می‌کنند.

در این صورت اگر به مجموعه‌ای از ملکول‌ها که مستقیما در امتداد خورشید قرار دارند نگاه کنیم، خورشید را اندکی قرمز می‌بینیم اما همان مجموعه ذرات را اگر از پهلو نگاه کنیم، نوری را خواهیم دید که آن مجموعه پراکنده کرده که عمدتا نور آبی است.

غروب سرخ رنگ نتیجه دیگری از پراکندگی است، به هنگام غروب که خورشید ظاهرا به طرف افق حرکت می‌کند، نور آن باید از مواد بیشتری که جو را تشکیل می‌دهند، بگذرد در این حال چون مولکول‌های موجود در جو نور آبی را بیشتر از نورهای دیگر پراکنده می‌کنند، رنگهایی که در امتداد خط دید در جو نفوذ می‌کند رنگ آبی کمتری دارند، از این رو ما رنگهایی را که مایه سرخ آن بیشتر است، می‌بینیم.

بنابراین پدیده‌هایی که شفق و فلق می‌نامیم، نتیجه پراکندگی نور به وسیله ملکول‌های موجود در جو است.

اما ماه بر خلاف زمین فاقد جو است و بنابراین آسمان آن رنگ ندارد و سیاه است. وقتی خورشید در هر جایی از سطح ماه غروب می‌کند، آنجا بلافاصله تاریک می‌شود که این تغییر با افت شدید دما همراه است.