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白天天空为什么是蓝色的?傍晚天空为什么是红色的?蓝天是因为海洋的反射吗?

科普知识 pop君 6882℃ 0评论

蓝天是太阳光和地球的大气层互相作用的结果。众所周知,太阳光由许多不同颜色的光组成,每个颜色都有其相应的波长。而不同颜色的光在传过传输介质时的物理特性也不同。

例如,太阳光穿过水等透明材料,光线将发生折射或弯曲。这是因为光在从一个介质(空气)传播到另一个介质(水)时速度会改变,不同波长的光速度改变的程度也不同,也就是说不同颜色的光弯折的程度不一样,棱镜能够把白光分解各种彩色逛,就是这个原因。

太阳光照射在镜子上,会在单个方向上反射,而照射在灰尘等小颗粒上,则会向许多方向散射光线。现在,把小颗粒的尺度再缩小点,缩小到不大于光波长的十分之一,则此时太阳光照射在小颗粒上发生的散射就被称作“瑞利散射”。天空是蓝色的就是因为瑞利散射的结果。

瑞利散射的程度和光的波长有关,其中低波长的光被散射最多。在低层大气中,微小的氧和氮分子散射短波长光,如蓝色和紫色光,其散射程度远大于长波长光,如红色和黄色。事实上,400纳米光(紫色)的散射比700纳米光(红色)的散射大9.4倍。

虽然大气中的粒子散射紫色超过蓝色(450纳米光),但天空看起来是蓝色的,因为我们的眼睛对蓝色光更敏感,而且紫色能量非常高,更容易损耗在大气中。

在日出或日落期间,太阳光是倾斜着照射在地球的,阳光经过更多的大气才能到达地表,所以高能量的蓝光和紫光损耗更多。波长较长的红光和黄光反而到达地表更多,因此天空看起来偏橘红色。

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