رنگ آسمان آبی صاف در هنگام روز یکی از جالبترین و فراگیرترین نمونه های برهم کنش نور و ماده در طبی عت است. اولین توضیح فیزیکی این اثر در سال 1871 توسط دانشمند

معروف انگلیسی لرد ریلی (جان ویلیام استرات بارون ریلی سوم) ارائه شد. از آن پس تا به حال، پدیده ای که این رنگ آبی را ایجاد می کند به پراکندگی ریلی معروف شده است.

 شكل 1

پراکندگی رایلی[1]

پراکندگی رایلی، مربوط به  پراکندگی نور در تمام جهت ها به وسیله مولکولهای هواست و میتوان آن را به پراکندگی از ذرات تا حدود یک دهم طول موج نور تعمیم داد. پراکندگی رایلی، مولکولهای هوا در تمام جهت ها است که به ما آسمان آبی می‌دهد. لرد رایلی[2] شدت پراکندگی از یک دوقطبی پراکنده ساز خیلی کوچکتر از طول موج را محاسبه کرد:

که در آن N تعداد ملکولها، α قابلیت قطبش، R فاصله از پراکنده ساز و λ طول موج است.

پراکندگی رایلی یک پراکندگی الاستیک است چون انرزی فوتونهای پراکنده شده تغییر نمی کند. این نوع پراکندگی به علت برانگیختگی بعضی از مد های ارتعاشی ملکولهاست. رابطه‌ي با لا نشان مي دهد مقدار پراكندگي ريلي با عكس توان چهارم طول موج نسبت عكس دارد بنابراين در پراكندگي نور سفيد؛ طول موج هاي كوتاهتر مانند آبي خيلي بيشتر از طول موج بلندي مانند قرمز پراكنده مي‌شوند. (شكل 1)

همان طور كه در شكل 1 مي بينيد نور آبي (با طول موج تقريبي 400nm ) تقريبا 9 برابر نور قرمز (با طول موج تقريبي 400nm ) در آسمان پراكنده مي‌شود. بنابراين رنگ غالب آسمان آبي است.

محمدسياري زاده

[1] Rayleigh scattering

[2]Lord Rayleigh