لماذا السّماء زرقاء اللّون؟

إنّ الضّوء هو عبارة عن نوع من أنواع الطّاقة الإلكترومغناطيسيّة، وجميع هذه الأنواع تنتقل على شكل أمواج. يشمل الطّيفُ الإلكترومغناطيسيّ الكامل أمواجَ الرّاديو، أمواج الميكروويف، ضوء مرئيّ، أشعّة سينيّة (x- ray)، إلخ… يتمّ التّمييز بين هذه الطّاقات الإلكترومغناطيسيّة عن طريق طبيعة الموجة، خصوصًا بما يتعلّق بطول الموجة.
تقع طاقة الضّوء الّذي يراه الإنسان في الطّيف الإلكترومغناطيسي في طول موجيّ بين 380 مليار المتر (نانومتر) و750 نانومتر. ترى العين البشريّة كلّ طول موجيّ في هذا النّطاق بلون مختلف:
البنفسجيّ: 380-450 نانومتر
الأزرق: 450-495 نانومتر
الأخضر: 495-570 نانومتر
الأصفر: 570-590 نانومتر
البرتقالي:590-620 نانومتر
الأحمر: 620-750 نانومتر
يظهر الضّوء كلون أبيض صافٍ عندما تُجمع الأطوال الموجيّة كلّها معًا. ولكن، إذا انفصل طول موجي واحد عن بقيّة الأمواج فإنه يظهر بلونه الّذي هو عليه. هذا ما يجعل لون السّماء أزرق، إذ إنّ الأطوال الموجيّة الزّرقاء تنفصل عن سائر الأمواج ولهذا السبب هي ظاهرة.
يحتوي ضوء الشّمس الأبيض عند غلاف الأرض أطوالا موجيّة مرئيّة. عليها، قبل أن تصل لعينك، أن تمرّ عبر جسيمات وجزيئات موجودة في الغلاف. عندما تمرّ الأمواج عبر الجزيئات، تبقى الأمواج الطّويلة (الحمراء والصّفراء) على حالها، أي لا يمسّها أي تغيير، بينما الأطوال الموجيّة الأقصر تنعكس وتتبعثر في جميع الاتّجاهات ممّا يجعلها مرئيّة للعين البشريّة.
يتحوّل لون السّماء في ساعة المغيب للون برتقاليّ أو أحمر، وهذا لأنّ الشّمس تكون في مستوى مُنخفض أكثر، ممّا يعني أنّه يجب على ضوئها أن يقطع مسافة أكبر في غلاف الأرض الجوّي وبالتّالي أن يمرّ عبر جسيمات أكبر قبل وصوله لأعين المُشاهد. كما أنّه يمرّ ضوء الشّمس عبر جسيمات غازيّة أكبر وأثقل المتواجدة في أسفل الغلاف الجوّي، والّتي تبعثر أطوال موجيّة أخرى غير الأزرق. هذا الأمر يجعل الأمواج الزّرقاء تنعكس قبل وصولها الى عين المُشاهد ويبقى اللّونان الأحمر والبرتقاليّ مُتبعثران بواسطة جزيئات مرئيّة وقريبة من السّطح.