สร้าง‘ตะวันสีส้ม’ด้วยตัวคุณเอง : โดยบัญชา ธนบุญสมบัติ

บัญชา ธนบุญสมบัติ
www.facebook.com/buncha2509
buncha2509@gmail.com

ใครๆ ก็รู้ว่าดวงอาทิตย์ยามเช้าและยามเย็นมักจะมีสีเหลือง-ส้ม (บางครั้งอาจมีสีแดงด้วย แต่ไม่บ่อยนัก) และจะทำให้ท้องฟ้าเป็นสีเหลือง-ส้มตามไปด้วย ดูภาพที่ 1 ครับ ส่วนท้องฟ้าตอนกลางวันตามปกติจะมีสีฟ้า

ภาพที่ 1 : ตะวันยามเย็น
17 กุมภาพันธ์ 2560 18.12 น.
สนามบินน้ำ นนทบุรี
ภาพ : บัญชา ธนบุญสมบัติ

ในกรณีที่เมฆบนฟ้าสะท้อนแสงสีเหลือง-ส้มกลับลงมายังพื้นดิน ทำให้พื้นดินกลายเป็นสีเหลือง-ส้มตามไปด้วย แบบนี้คนโบราณเรียกว่า “ผีตากผ้าอ้อม” จำง่ายๆ ว่าเป็นสภาพที่แสงสีเหลือง-ส้มอาบฟ้าและอาบดิน หากเราไปยืนอยู่กลางแจ้ง สีผิวของเราก็จะกลายเป็นสีเหลืองราวกับเป็นดีซ่านก็ไม่ปาน ดูภาพที่ 2 ครับ

ภาพที่ 2 : ผีตากผ้าอ้อม
2 พฤศจิกายน 2557 17.49 น.
ภาพ : My name’s TaRay

ทำไมยามเช้า-เย็นท้องฟ้าจึงเป็นสีเหลือง-ส้ม แต่ตอนกลางวันเป็นสีฟ้า อธิบายสั้นๆ ว่าแสงอาทิตย์สีขาวประกอบด้วยแสงสีรุ้ง แต่เมื่อแสงอาทิตย์ผ่านเข้ามาในบรรยากาศของโลก โมเลกุลของก๊าซจะทำให้แสงสีต่างๆ “ฟุ้ง” ไปในทิศทางต่างๆ ภาษาวิชาการเรียกว่าเกิด “การกระเจิง (scattering)” แต่เนื่องจากแสงสีต่างๆ จะฟุ้งไม่เหมือนกัน กล่าวคือ
☐ “แสงทางฝั่งสีม่วง (รวมทั้งสีครามและสีน้ำเงิน) จะฟุ้งไปรอบๆ ทุกทิศเท่าๆ กันโดยประมาณ
☐ “แสงทางฝั่งสีแดง (รวมสีแสดและสีเหลือง) ไม่ค่อยฟุ้ง แต่มีแนวโน้มที่จะพุ่งตรงไปข้างหน้า
ผลก็คือ ตอนเช้าและเย็นซึ่งดวงอาทิตย์อยู่ใกล้ขอบฟ้า เราจะเห็นแสงสีแดง-สีแสด-สีเหลืองเป็นหลัก ส่วนตอนกลางวัน เราจะเห็นแสงสีม่วง-สีคราม-สีน้ำเงินเป็นหลัก ดูภาพที่ 3 ครับ แต่เนื่องจากดวงตาคนเราไวต่อแสงสีฟ้ามากกว่าสีม่วง เราจึงเห็นท้องฟ้าเป็นสีฟ้า

ภาพที่ 3 : แผนภาพแสดงการกระเจิงของแสงอาทิตย์
ภาพ : บัญชา ธนบุญสมบัติ

เพื่อให้เห็นกันชัดๆ จะขอชวนมาเล่นสร้างดวงอาทิตย์ (จำลอง) สีส้มแบบ DIY อุปกรณ์หาง่ายๆ ได้แก่ (1) น้ำเปล่า (2) น้ำนมสีขาว (3) กล่องพลาสติกใส (4) ไฟฉาย LED ดังแสดงในภาพที่ 4 (ซ้าย)
เริ่มต้นให้ฉายแสงผ่านกล่องพลาสติกซึ่งเติมน้ำไว้เกือบเต็มดังภาพที่ 4 (ขวา) แน่นอนว่าหากมองย้อนกลับไปทางไฟฉาย เราจะเห็นแสงสีขาวสว่างจ้าค่อนข้างแสบตา ควรเลี่ยงการมองตรงๆ

ภาพที่ 4 : การทดลองสาธิตการกระเจิงของแสง
ภาพ : บัญชา ธนบุญสมบัติ

คราวนี้ถึงช่วงสนุก ให้ ค่อยๆ หยดน้ำนมลงในน้ำทีละหยด (ย้ำ…ทีละหยด) แล้วกวนน้ำให้น้ำนมกระจายอย่างทั่วถึง สังเกตสีของแสงที่เห็นเมื่อมองย้อนกลับไปตามลำแสงในทิศทางของไฟฉาย และเมื่อมองจากด้านบน (คือตั้งฉากกับลำแสง)
เมื่อถึงจุดหนึ่ง (น้ำนมเติมลงไปเพียงไม่กี่หยด) จะพบว่าแสงจากไฟฉายที่พุ่งผ่านน้ำที่เจือน้ำนมลงไปเล็กน้อยจะเห็นเป็นสีเหลือง-ส้ม คล้ายดวงอาทิตย์ยามเช้าหรือยามเย็น ส่วนแสงที่กระเจิงออกไปในแนวตั้งฉากจะเห็นเป็นสีฟ้า คล้ายกับท้องฟ้าในตอนกลางวัน ดูภาพที่ 5 และ 6 ครับ คำอธิบายอย่างง่ายก็คือ อนุภาคขนาดพอเหมาะในน้ำนมทำให้แสงสีต่างๆ แสงสีขาวจากหลอด LED กระเจิงหรือ “ฟุ้ง” ในลักษณะเดียวกับแสงอาทิตย์ในบรรยากาศ

ภาพที่ 5 : แสงที่พุ่งผ่านน้ำนมเจือจางมาตรงๆ เป็นสีเหลือง-ส้ม
ภาพ : บัญชา ธนบุญสมบัติ
ภาพที่ 6 : แสงที่กระเจิงจากน้ำนม
เจือจางเป็นสีฟ้า
ภาพ : บัญชา ธนบุญสมบัติ

เพียงเท่านี้ คุณก็สามารถเลียนแบบ “ตะวันยามเช้า-เย็น” ได้เองแล้ว นึกสนุกเมื่อไหร่ ลองเล่นดูได้ครับ 😀


ขุมทรัพย์ทางปัญญา
ขอแนะนำเรื่อง Why is the sky blue?
ที่ https://spaceplace.nasa.gov/blue-sky/en/

บทความก่อนหน้านี้จริงจัง
บทความถัดไปทางคนทางข่าว ประจำวันที่28เมษายน2561 : โดย นายอุตสาหะ