آزمایشگاه آزاد؛ بدون نیاز به ورود
چرا آسمان آبیه؟ طول موج و مسیر نور
مولکول‌های هوا نور کوتاه‌موج رو بیشتر از نور قرمز پراکنده می‌کنن؛ برای همین بخش زیادی از نور آبی از جهت‌های مختلف به چشم می‌رسه. نزدیک غروب، نور مستقیم خورشید مسیر بلندتری در هوا می‌گذرونه و سهم بیشتری از نور کوتاه‌موجش پراکنده می‌شه.
آزمایش رو شروع کنبرای شروع زاویهٔ خورشید رو روی ۴۵ درجه و طول موج رو روی ۴۵۰ نانومتر بذار. عدد پراکندگی اینجا یک امتیاز آموزشی‌ه، نه شدت واقعی آسمون.
آزمایشگاه در حال آماده شدنه…
حالا خودت امتحان کن
هر بار فقط یک چیز رو تغییر بده تا اثرش رو ببینی. قبل از اجرا، نتیجه رو حدس بزن.
نور کوتاه‌موج و قرمز
زاویهٔ خورشید رو روی ۴۵ درجه نگه دار. طول موج رو یک بار ۴۵۰ و یک بار ۶۵۰ نانومتر بذار و امتیاز پراکندگی مدل رو مقایسه کن.
حدست چیه؟ مدل برای طول موج کوتاه‌تر امتیاز بیشتری می‌ده یا کمتر؟
توضیح نتیجه رو ببین
در این مدل، امتیاز برای ۴۵۰ نانومتر ۳۱۶ و برای ۶۵۰ نانومتر ۷۲ه. این اختلاف از رابطهٔ معکوس توان چهارم طول موج می‌آد؛ عددها واحد فیزیکی ندارن.
خورشید بالاتر یا پایین‌تر؟
طول موج رو روی ۴۵۰ نانومتر نگه دار. زاویهٔ خورشید رو بین ۹۰ و ۳۰ درجه مقایسه کن؛ مسیر اتمسفری و امتیاز پراکندگی رو بخون.
حدست چیه؟ وقتی خورشید به افق نزدیک‌تره، مدل مسیر نور رو کوتاه‌تر می‌گیره یا بلندتر؟
توضیح نتیجه رو ببین
در ۹۰ درجه مسیر مدل ۱ و امتیاز ۲۲۳ه؛ در ۳۰ درجه مسیر به ۲ و امتیاز به ۴۴۶ می‌رسه. پایین‌ترآمدن خورشید در این تقریب، مسیر رو بلندتر می‌کنه.
نزدیک‌شدن به افق
در طول موج ۴۵۰ نانومتر، زاویه رو از ۳۰ به ۵ درجه کم کن. ببین مسیر مدل و عدد پراکندگی چه تغییری می‌کنن.
حدست چیه؟ چرا با نزدیک‌شدن زاویه به افق، تغییر مسیر خیلی تندتر می‌شه؟
توضیح نتیجه رو ببین
مسیر محاسبه‌شده از ۲ به حدود ۱۱٫۵ می‌رسه و امتیاز از ۴۴۶ به ۲۵۶۰ می‌ره. مدل نزدیک افق، راه طولانی‌تر نور در هوا رو با یک تقریب ساده نشان می‌ده؛ این عددها مقدار واقعی جو نیستن.
پشت این حرکت چه خبره؟
پراکندگی رایلی و طول موج
I_rayleigh~1/lambda^4
برای مولکول‌های کوچک‌تر از طول موج نور، پراکندگی رایلی تقریباً با معکوس توان چهارم طول موج تغییر می‌کنه؛ پس طول موج کوتاه‌تر در این مدل خیلی بیشتر پراکنده می‌شه.
مسیر خورشید در جو
path=1/max(0.01,sin(sun_angle))
وقتی خورشید نزدیک افقه، نورش مسیر طولانی‌تری از جو می‌گذرونه. این شبیه‌سازی برای مسیر یک نسبت ساده به کار می‌بره و نزدیک افق مقدارش رو روی ۱۰۰ محدود می‌کنه.
امتیاز ابزار با رنگ واقعی یکی نیست
score=round((550/lambda)^4*path*100)
حسابگر مقدار مرجع ۵۵۰ نانومتر رو برای نرمال‌سازی انتخاب می‌کنه و مسیر رو در پراکندگی ضرب می‌کنه. این امتیاز شدت واقعی نور آبی، رنگ دیده‌شدهٔ آسمون یا رنگ قرمز غروب رو پیش‌بینی نمی‌کنه.
سؤالت رو بپرس، جوابش رو هم ببین
وقتی توی چت دربارهٔ یک مفهوم درس می‌خونی، دستیار هوش مصنوعی می‌تونه شبیه‌سازی مرتبط رو کنار توضیحش نشون بده. پارامترها رو تغییر می‌دی و با کمک توضیح بعدی، نتیجه رو بهتر می‌فهمی.
شروع یادگیری با چتبرای ادامه در چت، وارد مسیر شروع و ورود می‌شی. نتیجهٔ این آزمایش به چت منتقل نمی‌شه.
نمونهٔ نمایشی از آموزش در چت
پس عدد بزرگ‌تر یعنی آسمون حتماً آبی‌تر به نظر می‌آد؟
نه. عدد این ابزار فقط از طول موج و مسیر تقریبی یک مدل درمی‌آد؛ رنگی که واقعاً می‌بینی به طیف نور خورشید، ترکیب جو و دید چشم هم بستگی داره. برای این‌که بفهمی مدل چه رابطه‌ای رو فرض کرده، دو طول موج رو با مسیر ثابت مقایسه کن.
سؤال‌های رایج
چرا نور آبی بیشتر پراکنده می‌شه؟
طول موج آبی از قرمز کوتاه‌تره و در پراکندگی رایلی، شدت تقریباً با معکوس توان چهارم طول موج تغییر می‌کنه. پس سهم بیشتری از نور آبی به جهت‌های مختلف پخش می‌شه.
چرا غروب نارنجی یا قرمز دیده می‌شه؟
نور مستقیم خورشید در زاویهٔ پایین مسیر بلندتری در جو می‌گذرونه؛ سهم بیشتری از نور کوتاه‌موج در مسیر پراکنده می‌شه و نور قرمز و نارنجی بیشتری در پرتو مستقیم باقی می‌مونه.
این عدد شدت واقعی نور رو می‌گه؟
نه. حسابگر طول موج و مسیر رو در یک فرمول نرمال‌شده ترکیب می‌کنه؛ خروجی‌اش امتیاز بی‌واحده و مقدار فیزیکی نور نیست.
زاویهٔ خورشید رو چطور بخونم؟
در ورودی صفر درجه یعنی روی افق و ۹۰ درجه یعنی بالاترین نقطهٔ آسمون. در این مدل، زاویهٔ کمتر مسیر طولانی‌تری می‌سازه؛ جای خورشید در تصویر دقیقاً همین زاویه رو بازنمایی نمی‌کنه.