ในบันทึกเกี่ยวกับ ดวงอาทิตย์ทรงกลด

138 : วิเคราะห์ 'อาทิตย์ทรงกลด' ฝีมือ เดย์

 

ผมได้นำเบื้องหลังมาแสดงให้เห็นแล้วว่า

"กลด" (ร่ม) ของดวงอาทิตย์นั้นเกิดจากการที่แสงอาทิตย์หักเห (refract) ผ่านผลึกน้ำแข็ง

โดยผลึกน้ำแข็งที่ว่านี้มักอยู่ในเมฆซีร์โรสเตตัส (cirrostratus) ซึ่งมีลักษณะคล้ายผ้าบางๆ ปิดหน้าหญิงสาว

 

 

วงสีรุ้งกลมๆ หรือ "กลด" เรียกว่า ฮาโล (halo) นี้อาจเกิดได้ทั้งรอบดวงอาทิตย์ และ ดวงจ้นทร์

ถ้าเป็นดวงอาทิตย์ทรงกลด ก็ solar halo ส่วนดวงจ้นทร์ทรงกลดก็ lunar halo

                 

ซ้าย : อาทิตย์ทรงกลดแบบฮาโล (solar halo)        ขวา : จันทร์ทรงกลดแบบฮาโล (lunar halo)

 

คราวนี้มาดูการทรงกลดอีกแบบกัน

เรียกว่า

โคโรนา (corona)

 

เริ่มจากน้องดวงจันทร์กันก่อน

 

ดวงจัทร์ทรงกลดแบบโคโรนา (lunar corona หรือ moon corona)

มีลักษณะแบบนี้ครับ

 

โคโรนาของดวงจันทร์ [ที่มาของภาพ]

 

ดวงจ้นทร์ทรงกลดแบบโคโรนา ส่วนมากเกิดจากหยดน้ำในเมฆ

(หมายความว่า การทรงกลดแบบนี้อาจเกิดจากอนุภาคแบบอื่น เช่น ผลึกน้ำแข็ง ฝุ่น หรือแม้แต่ละอองเกสรดอกไม้ ก็ได้ แต่เกิดไม่บ่อยเท่า)

โดยหากหยดน้ำมีขนาดเท่ากันทั้งหมด วงสีรุ้งก็จะมีหลายวงชัดเจน อย่างภาพข้างบน

 

พจนานุกรม A Dictionary of Weather (ในหนังสือชุด Oxford Paperback Reference) เขียนโดย Storm Dunlop ให้คำจำกัดความไว้ว่า [หน้า 66]

corona [Latin: 'crown'] 1. An optical phenomenon consisting of one or more sets of coloured rings that surround the Sun or Moon.  The rings are produced by  *diffraction by water droplets in thin *stratiform cloud.  A full corona shows an inner *aureole and an outer set (or sets) of rings ranging in colour from violet on the inside to red on the outside.  Uniform drop size gives the purest colours, but when there is a wide range of sizes only the aureole may be visible.  The radius of a corona is inversely proportional to the droplet size.

 

เอกสาร International Cloud Atlas Volume I (Revised edition 1975) : Manual on the Observation of Clouds and other Meteors ของ WMO (World Meteorological Organization) หน้า 122 ให้คำจำกัดความ & คำอธิบายเพิ่มเติมเกี่ยวกับ corona ไว้ดังนี้

(2) CORONA

Definition

         One ore more sequences (seldom more than three) of coloured rings of relatively small diameter, centred on the sun or moon.

Commentary

         In each sequence the inside ring is violet or blue and the outside ring is red; other colours may occur in between.  The innermost sequence usually shows a distinct outer ring of reddish or chestnut colour, called the "aureole", the radius of which is generally not more than 5 degrees.

         Coronae are due to the diffraction of light from the luminary, passing through mist, fog or through a thin cloud composed of very small water or ice particles.  The radii of the aureole and of the successive, approximately equidistant, red rings are greater the smaller the particles.  Except when the particles are very uniform is size, the colours observed in coronae are less pure and fewer than those of rainbows.

         Sometimes coronae, seen in cloud, have a distorted form, owing to differences in the size of the particles in various parts of the clouds.  Distorted coronae of small radius may also be observed around the moon when not full, because of the crescent or gibbous form of the luminary.

 

---

 

อย่างไรก็ดี กรณีที่เกิดขึ้นบ่อยกว่าก็คือ หยดน้ำมีขนาดมีขนาดใหญ่เล็กปะปนกัน

ทำให้วงแสงก็จะไม่ปรากฏสีรุ้งอย่างเด่นชัด

แต่จะเป็นวงสีขาวอมฟ้าข้างใน โดยมีแสงสีแดงๆ ส้มๆ อยู่ด้านนอก

ลักษณะเช่นนี้ เรียกว่า ออรีโอล (aureole) ซึ่งเป็นบริเวณตรงกลางของโคโรนานั่นเอง

 

 

พจนานุกรม A Dictionary of Weather (ในหนังสือชุด Oxford Paperback Reference) เขียนโดย Storm Dunlop ให้คำจำกัดความไว้ว่า [หน้า 23]

aureole  The inner portion of a *corona (1) that appears as a bluish-white disk around the Sun or Moon, with a brownish-red outer edge.  When the cloud particles causing the *diffraction cover a wide range of sizes, rather than being uniform, the aureole may be the only part of the corona that is visible.

 

---

 

ส่วนพี่ดวงอาทิตย์นั้นก็ทรงกลดแบบโคโรนาได้เช่นกัน

เรียกว่า solar corona หรือ sun corona

 

ภาพจาก Wikipedia

 

 

ภาพจาก Wikipedia

อาทิตย์ทรงกลดแบบโคโรนาเหนือสะพานโกลเดนเกต เกิดจากหมอกหนาบังดวงอาทิตย์ 

 

 

แม้กลดแบบฮาโล (halo) กับกลดแบบโคโรนา (corona) จะเป็นวงเหมือนกัน

แต่กลดทั้งสองแบบก็...ต่างกัน...ตรงที่

1) กลดแบบฮาโลเป็นวงค่อนข้างคมชัด (นึกถึงภาพของเดย์) แต่กลดแบบโคโรนาเป็นวงเบลอๆ ไม่ชัด

 

    

(ซ้าย) halo vs corona (ขวา)

2) กลดแบบฮาโลมีสีแดงอยู่ขอบใน แต่กลดแบบโคโรนามักจะมีสีแดงอยู่ขอบนอก (หรือไม่ก็สีปนๆ กัน)

 

 

 

---

 

มาดูกันใกล้ๆ ครับว่า หยดน้ำทำให้จันทร์ (หรืออาทิตย์) ทรงกลดแบบโคโรนา ได้ยังไงกัน?

 

ภาพแรก : แสงจันทราจากซ้ายมือ ส่องมายังโลก บางส่วนจ๊ะเอ๋กับหยดน้ำในอากาศ หรือในเมฆ

ทำให้ทิศทางการเคลื่อนที่เบี่ยงเบนเฉไฉไปจากเดิม

การเบี่ยงเบนเฉไฉนี้ ภาษาฟิสิกส์เรียก (แบบหรูๆ) ว่า "การเลี้ยวเบน" หรือ diffraction (ออกเสียง "ดิ๊ฟ-แฟร็ก-ชั่น)

 

ภาพที่สอง : คิดคลื่นแสงจากดวงจันทราหลายๆ ขบวน แต่ละขบวนเลี้ยวเบนในทิศทางแตกต่างกันไป

ปรากฏว่า คลื่นแสงแต่ละขบวนนี้จะไปผสมผสานกัน (ภาษาฟิสิกส์เรียกว่า แทรกสอด - interfere)

ทำให้บางทิศทางก็สว่างขึ้น....บางทิศทางก็มืดลง...

(ตัวอย่าง : คำว่า Bright, 1st order maxima หมายถึงทิศทางที่สว่างจัดเป็นลำดับที่ 1

ตามมาด้วย Bright, 2nd order maxima ซึ่งสว่างเป็นลำดับที่ 2)

 

ภาพที่สาม : แสดงคนที่มองเห็นดวงจันทร์ (หรือดวงอาทิตย์ก็ได้) ทรงกลดแบบโคโรนา

สังเกตว่า เมฆที่มักจะทำให้เกิดกลดแบบนี้ คือ อัลโตสเตรตัส (altostratus)

[เปรียบเทียบกับ กลดแบบฮาโล ซึ่งเกิดจาก ซีร์โรสเตรตัส ซึ่งเป็นน้ำแข็ง]

 

 

แถมให้อีกนิดหนึ่งคือ

ปรากฏการณ์การเลี้ยวเบน (diffraction) ของคลื่นนี่ สามารถใช้ศึกษาขนาดของผงอนุภาค (เช่น ผงของยาเม็ด หรือผงเซรามิก) ได้ด้วย

โดยเม็ดผงเล็กๆ จะให้วงๆ ค่อนข้างหยาบ

ส่วนเม็ดผงใหญ่ๆ จะให้วงๆ ค่อนข้างละเอียด

 

 

 

 เรื่องนี้ไม่ไกลตัวเลย

เพราะว่า ปรากฏการณ์วงแสงจตุคามรามเทพ ที่เคยฮือฮากันมาพักหนึ่งนั้น

ก็เกิดจากปรากฏการณ์เดี่ยวก้นนี้นี่เอง!

 

สนใจไปอ่านต่อได้ที่บันทึกนี้ครับ

 

ฟิสิกส์เบื้องหลัง 'ภาพวงกลมจตุคามฯ'

  

 

เอวังก็มีด้วยประการฉะนี้!

(เทศน์ซะยาวเชียวบันทึกนี้...อ้าว! ตื่น...ตื่น...ได้แล้วคร้าบ! อิอิ)

 

---