发布时间: 2023-09-12 16:27:53
当问到“天空为什么是蓝⾊的?”这个问题,就不得不提到瑞利散射。
⾸先要明确:天空本⾝是不会发光的,我们看到的天空颜⾊,实际上是⼤⽓层中的⽓体分⼦将太阳光散射到了我们的眼中。
我们知道,太阳光是“⽩光”,也就是在可⻅光波⻓范围内均匀分布的光,具有“红橙⻩绿蓝靛紫”七种颜⾊。
⼤⽓层中⽓体分⼦的尺度要远远⼩于可⻅光的波⻓,这种尺度的微粒对不同颜⾊的光线具有不同的散射强度。其散射强度与⼊射光的波⻓的四次⽅成反⽐。红光的波⻓较⻓,被散射的红光强度就很弱,⽽蓝、紫光的波⻓较短,散射强度就强。所以,⼤⽓分⼦就好⽐⼀张滤⽹,把太阳光中⻓波的成分过滤掉,将剩下的蓝、紫光洒向⼤地。⽽我们⼈类的眼睛对紫⾊光⾮常不敏感,因此我们看到的天空就是蓝⾊的。 这种远⼩于波⻓尺度的微粒对光的散射定律是由英国物理学家瑞利发现的,因此得名为瑞利散射。
⽽太阳为什么是红⾊或⻩⾊的呢?
因为太阳本⾝会发光,因此我们看到的太阳的颜⾊主要是直射光,如果没有⼤⽓层,我们看到的应该是⼀个⽩的发亮的太阳和⼀⽚漆⿊的星空。由于⼤⽓分⼦瑞利散射的存在,更多的短波⻓光被散射到了整⽚天空,⽽波⻓较⻓的红⻩光基本不会因散射⽽发⽣损失,因此太阳的直射光中很⼤⼀ 部分蓝紫光被散射掉了,剩下的就是⻓波⻓的红⻩光。
当然,晴朗的天空并不⼀直是蓝⾊的,当⽇落或⽇出时,天空会呈现出美丽的红⾊,这⼜是为什么呢?
很容易想象:⽇落或⽇出时,太阳光要经过更厚的⼤⽓层,才能到达我们的眼睛。 波⻓较短的蓝、 紫光经过这么厚的⼤⽓层的重重散射,能到达我们眼中的所剩⽆⼏,剩下受到散射⽐较弱的红光, 就是我们看到的⼣阳或朝霞及其周围天空的红⾊了。