قطب شمال سیاره زمین، طی 150 سال گذشته در حدود هزار و 102 کیلومتر، یعنی سالانه 7.34 کیلومتر جا به جا شده است.

زمین تنها از دو قطب برخوردار نبوده و از قطبهای متعددی برخوردار است، این سیاره از قطبهای شمال و جنوب جغرافیایی که نشان گر محور چرخش زمین هستند، برخوردار است. زمین همچنین از قطبهای شمالی و جنوبی مغناطیسی، بر اساس میدان مغناطیسی زمین برخوردار است.

زمانی که از یک قطب نما استفاده می کنید، عقربه های آن شمال مغناطیسی را نمایش می دهند نه شمال جغرافیایی را. قطب مغناطیسی زمین در حرکت است. این قطب در حلقه های 80 کیلومتری در روز حرکت می کند. اما موقعیت اصلی آن که میانگین تمامی این حلقه ها است نیز سالانه 40 کیلومتر حرکت دارد.

طی 150 سال گذشته این قطب در حدود هزار و 102 کیلومتر را در اطراف زمین پرسه زده است و قطب جنوب نیز متناسب با همین شرایط حرکت می کند. قطبها همچنین دچار جا به جایی نیز می شوند. دانشمندان به واسطه بررسی صخره های بستر اقیانوس ها که حاوی نشانه های میدان مغناطیسی هستند، درست مانند نشانه هایی که بر روی نوارهای مغناطیسی ثبت می شوند، می توانند این جا به جایی را دریابند. آخرین باری که قطبهای زمین جا به جا شدند 780 هزار سال پیش بود و این رویداد طی 330 میلیون سال گذشته در حدود 400 بار رخ داده است.

تکمیل هر جا به جایی هزاران سال زمان نیاز دارد و مدت زمان آن برای تغییر در بخشهای استوایی طولانی تر از بخشهای قطبی است. قطبها همچنین طی 150 سال گذشته درحدود 10 درصد ضعیف تر شده اند و برخی از دانشمندان بر این باورند این ضعف نشان دهنده روند درجریان جا به جایی دیگری است. ساختار فیزیکی زمین عامل اصلی این تغییرات مغناطیسی است. هسته داخلی سیاره از آهن ساخته شده است که توسط لایه مذابی احاطه شده است. لایه بعدی، یعنی جبه، جامد است اما مانند پلاستیک از قدرت انعطاف پذیری برخوردار است و در نهایت، لایه آخری یعنی پوسته همان لایه ای است که به چشم دیده می شود.

لایه های زمین شامل هسته داخلی، هسته خارجی، جبه و پوسته است. زمین بر محور خود در چرخش است. هسته داخلی نیز در چرخش است، در حالی که سرعت چرخش هسته داخلی با سرعت چرخش هسته خارجی متفاوت است و این منجر به ایجاد پدیده دینامو، یا انتقال و جریان در درون هسته می شود. این همان چیزی است که میدان مغناطیسی زمین را به وجود می آورد، و درست مانند یک الکترومغناطیس غول پیکر عمل می کند.

اینکه اثر دینامو دقیقا چگونه منجر به تغییر میدان مغناطیسی می شود، به خوبی شناخته نشده است. تغییر در سرعت چرخش هسته و جریان هایی که در درون لایه مذاب وجود دارند بیشترین تاثیر را بر روی میدان زمین و موقعیت آن در قطب ها دارد. به بیانی دیگر قطبها حرکت می کنند زیرا انتقال گرما در هسته زمین دچار تغییر می شود. این تغییرات همچنین منجر به جا به جایی قطبها خواهد شد. از سویی دیگر بی نظمی هایی که در هسته و جبه رخ می دهند و تغییراتی که در پوسته زمین رخ می دهد، از قبیل زمین لرزه های بزرگ، نیز می توانند در تغییر میدان مغناطیسی موثر باشند.

آیا می دانید چه کسی «دکمه ESC» را ابداع کرد؟

دکمه اسکیپ در واقع یکی از دکمه هائیست که با وجود پیشرفت صفحه کلیدها همچنان جایگاه خود را در بالاترین قسمت گوشه بالای چپ صفحه کلید به عنوان عضوی ارزشمند حفظ کرده است. این دکمه از ابتدا و بر روی صفحه کلیدهای اولیه نبود. اما آیا می دانید این دکمه را چه کسی اختراع کرده است؟

روزنامه نیویورک تایمز در مطلبی به این موضوع پرداخته است:

این دکمه در سال 1960 اختراع و یا متولد شد. هنگامی که یک برنامه نویس شرکت آی.بی.ام با نام باب بمر (Bob Bemer) سعی در حل چنین مشکلی اساسی را داشت: رایانه هایی از سازندگان متفاوت با کدهای برنامه نویسی مختلف وجود داشتند. بمر در واقع کلید اسکیپ را به عنوان راهی برای برنامه نویسها برای تغییر و سوئیچ از یک نوع کد به نوع دیگر و مابین کدها ابداع کرد. پس از آن و زمانی که کدهای رایانه ها یکپارچه و در واقع استاندارد شد، که بمر نیز در آن نقشی اساسی داشت، دکمه اسکیپ نقشی جدیدتر را برعهده گرفت و در واقع برای اعلام توقف فرایند در حال انجام و اعلام پایان فرمان به پی سی کار خود را آغاز کرد.

شاید بیشترین استفاده از این دکمه در این روزها استفاده از آن برای پایان دادن به حالت نمایش فول اسکرین باشد اما سایر نقشهای ترکیبی این دکمه مانند CTRL+ SHIFT+ ESC را نیز نمی توان نادیده گرفت. در واقع این دکمه در کنار سایر دکمه ها نظیر دکمه Shift، Ctrl، Alt و Enter از محبوبیت خاصی برخوردار است! اما آیا دکمه ای هم هست که از آن متنفر باشیم؟

نورمرئی خورشید از همه رنگهای رنگین کمان تشکیل شده که به ترتیب از بالاترین طول موج تا پایین ترین طول موج به صورت زیر است :

قرمز(700 nm)>نارنجی>زرد>سبز>آبی>نیلی>بنفش(400 nm)

همه رنگ ها حاصل جمع یا تفریق پذیری نور نیستند. بعضی از رنگ ها، مانند رنگ آسمان آبی پیامد پراکندگی گزینشی هستند. به عنوان موردی مشابه، صوت را در نظر بگیرید. اگر یک باریکه صوتی با بسامدی ویژه به دیاپازنی که بسامدی یکسان با آن دارد برخورد کند، دیاپازن به ارتعاش در می آید و باریکه صوتی را در جهات مختلف منتشر می کند. یعنی دیاپازان صوت را پراکنده می کند. فرایندی مشابه در جو با پراکندگی نور خورشید از اتم ها و ذراتی که از هم فاصله دارند روی می دهد.

اتم ها هم مشابه دیاپازنهای نوری ریز رفتار میکنند و امواج نوری تابیده بر آنها را بازگسیل می کنند. ذرات بسیار ریز هم، چنین رفتاری دارند. هر چه ذره ریزتر باشد، بسامد نوری بالاتری را باز گسیل می کند. این وضع مشابه روشی است که زنگ های کوچک نسبت به زنگ های بزرگ با صدای زیرتری به صدا در می آیند. مولکول های نیتروژن و اکسیژن که بخش بزرگی از جو را تشکیل می دهند مانند همان زنگ های کوچک هستند. هنگامی که به حد کافی انرژی از نور خورشید دریافت می کنند با بسامدهای مختلف منتشر می کنند. هنگامی که نور در جهت های مختلف باز گسیل شود می گویند نور پراکنده شده است.

از بسامدهای مریی نور خورشید، نور بنفش بیشتر از دیگر نورها از اکسیژن و نیتروژن موجود در جو پراکنده می شود. اگر چه نور بنفش بیشتر از نور آبی پراکنده می شود، اما چشم های ما نسبت به نور بنفش حساس نیست. بنابر این نور آبی پراکنده شده اثر برتری در بینایی ما دارد و آسمان را آبی می بینیم.

رنگ آسمان آبی در مکان های گوناگون و تحت شرایط مختلف تغییر می کند. بخار آب موجود در جو عامل اصلی این تغییرات است. آسمان روزهایی که هوا آرام و خشک است نسبت به روزهایی که هوا آرام و مرطوب است رنگ آبی تیره تری دارد. ایتالیا و یونان که هوای فوق العاده خشکی دارند آسمان آبی زیبایی دارند که قرن ها الهام بخش نقاشان بوده است. در مکان هایی که جو حاوی تعداد زیادی ذرات گرد و غبار و دیگر ذرات بزرگتر از اکسیژن و ازت است، نورهای با بسامدهای پایین تر نیز به شدت پراکنده می شوند و این وضع موجب می شود که آسمان، آبی کم رنگ و سفید به نظر آید. هنگامی که جو از ذرات اضافی پاک می شود مثلا، پس از یک توفان شدید، رنگ آبی آسمان تیره تر می شود.

مه خاکستری رنگ آسمان بالای شهرهای بزرگ پیامد ذرات گسیل شده در هوا توسط موتور اتومبیل ها و کامیون ها، و یا کارخانه هاست. حتی هنگامی که اتومبیلی در جا کار می کند، برای نمونه موتور آن در هوا بیش از 100 میلیارد ذره در ثانیه گسیل می کند. بیشتر این ذرات مرئی نیستند اما می توانند به عنوان مرکز ریزی برای جذب ذرات دیگر به کار می روند. همین ذرات نورهای با بسامد پایین را پراکنده می کنند. بزرگترین ذرات، نور را بیشتر جذب می کنند تا پراکنده، پیامد این وضع پدیدار شدن مه قهوه ای رنگ است.

چرا غروب ها آسمان قرمز رنگ است ؟

پرتو نوری که پراکنده نشود انتقال پیدا می کند. چون پراکندگی نورهای با بسامد پایین قرمز،نارنجی، و زرد در جو بسیار کم است بنابر این آنها بهتر از رنگهای با بسامد بالا در هوا منتقل می شوند. چون پراکندگی نور قرمز کمترین است. بنابر این در جو نسبت به دیگر نورها بیشتر منتقل شده و ضخامت بیشتری را می پیماند. هر چه ضخامت جو که باریکه نور از آن می گذرد بیشتر باشد، زمان بیشتری برای پراکندگی اجزاء نور با بسامد بالاتر وجود دارد. یعنی نور قرمز بهترین شرایط را برای حرکت در جو (با پراکنذگی کمتر) دارد. چنانکه در شکل مشاهده می کنید هنگام غروب نور خورشید ضخامت بیشتری را در جو طی می کند و در طول این مسیر نورهای با بسامد بالاتر پراکنده شده اند، از این لحاظ غروب قرمز رنگ است.

هنگام نیم روز نور خورشید برای رسیدن به سطح زمین کمترین مسافت را در جو می پیماید. از نور با بسامد بالا فقط مقدارکمی از نور خورشید پراکنده می شود و این وضع کافی است که رنگ خورشید متمایل به زرد به نظر رسد. چون خورشید در آسمان در ادامه روز پایین می آید شکل مسیر نور خورشید در جو طولانی تر شده و نورهای بنفش و آبی بیشتری از نور خورشید پراکنده می شوند. حذف نورهای بنفش و آبی موجب قرمز تر شدن نور انتقال یافته می شود و به تدریج رنگ خورشید قرمز تر شده و از رنگ زرد به نارنجی و در پایان هنگام غروب به رنگ قرمز نارنجی در می آید. پس از فوران های آتشفشانی رنگ طلوع و غروب خورشید غیر عادی است. زیرا ذرت بزرگتر از مولکول های جو در هوا فراوان تر یافت می شوند.

رنگ های غروب خورشید با قوانین آمیزش رنگ ها سازگاری دارد. هنگامی که نور آبی از نور سفید حذف شود رنگ مکمل باقیمانده زرد، و حذف نور بنفش با بسامد بالا رنگ مکمل نارنجی است. هنگامی که نور سبز با بسامد متوسط حذف شود رنگ ارغوانی (گلی) باقی می ماند. ترکیبات رنگها که با شرایط جوی روز به روز تغییر می کند موجب غروب های گوناگون می شود.

چرا ابرها سفید رنگ هستند ؟

ابرها از تجمع قطره های کوچک آب با اندازه های گوناگون تشکیل شده اند. تجمع قطرات با اندازه های متفاوت موجب تنوع بسامدهای پراکنده شده می شود. یعنی تجمع ریزترین قطرات رنگ آبی و تجمع کمی بزرگ تر، رنگ سبز و تجمع بزرگترین قطرک ها، رنگ قرمز را پراکنده می کنند. نتیجه کلی سفیدی رنگ ابر است. در یک تجمع چون الکترون ها نزدیک یکدیگرند و همگام با هم ارتعاش می کنند، پراکندگی نور از زمانی که همان تعداد الکترون جدا از هم ارتعاش می کنند بیشتر است . پیامد آن شدت نور بیشتر و در نتیجه درخشان بودن ابرها است.

تجمع قطرک های بزرگتر مقدار زیادی از نور فرودی را جذب می کنند. بنابر این شدت پراکندگی کم است. بنابر این هر چه ابرها از تجمع قطرک های بزرگتری تشکیل شده باشند تاریکترند.

یک ابری که در فاصله حدود 8 کیلومتری از سطح دریا قرار دارد ، در چنین ارتفاعی تمام ابر تشکیل شده از کریستالهای یخ است وقطرات آب در آن وجود ندارد که در این حالت نور خورشید به طرف بالا منعکس می شود ، این ابرها در طول روز از دید ناظر بالای ابر سفید و براق هستند و از دید ناظر پایین ابر تیره هستند.

ابرهای طوفانی به علت تراکم و غلظت زیاد نور را در خود جذب می کنند و از روی زمین تیره دیده میشوند اگر چه ما از بالا آنها را سفید براق می بینیم .

رنگ خاکستری ابرها به علت افتادن سایه ابرهای بالایی بر روی آنها یا به علت چگالی زیاد آنها است که باعث جذب نور خورشید توسط آن می شود و مانع عبور نور به پایین می شود .

بار دیگر که آسمان آبی را تحسین می کنید و یا مجذوب شکل ابرهای درخشان و یا تماشاگر غروبی زیبا هستید، به یاد آورید که همه این پدیده ها پیامد ارتعاش دیاپازنهای نوری فوق العاده ریز هستند، هر روز شگفتی های طبیعت را بیشتر ارج می نهید.