天空为什么是蓝色(蓝天是如何形成的?)

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天空为什么是蓝色(蓝天是如何形成的?)

天空是什么色彩的?

这是好奇孩子经常提的一个问题。每当这时候,大人们就会十分确定地告知他们:“天空是蓝色的呀!”

确切,在晴朗的气象里,当我们仰头望天,大多数时候它总是表示出令人愉悦的湛蓝色彩。蓝蓝的天空装点着朵朵白云,只有当阴天或深夜的时候,我们看到的才不是蓝色天空。

蓝天绿地,常令人心旷神怡

天空为什么是蓝色的呢?

面对好奇孩子提出的第二个问题,许多人就不知道怎么答复了。你可能会说,这还不简略,因为大海是蓝色的呀!大海把蓝色反射到天上,所以天空就变成蓝色的了。还有人说,天空之所以显示出蓝色,因为氧气百思特网是蓝色的。其实这两个答复都不准确。

蓝色天空

太阳的色彩

阴云密布时,我们看不见蓝天;夜深时,天空看起来也是黑色的。这都是因为我们看不见阳光,只有当阳光穿过大气层时,我们能力看到湛蓝的天空。所以天空的色彩与太阳光有亲密的关系。

那么,太阳光是什么色彩的呢?

一种常见的说法称太阳光是黄色或橙色。

太阳是什么色彩的?

准确答案:在我们人类看来,太阳光是白色的。

同时,科学家会告知你,太阳本身不会发出白色光,太阳光的白色其实是太阳发出所有可见光频率混杂的成果。如果你让阳光穿过一块三棱镜,白色就会散射开来,形成赤橙黄绿青蓝的七彩光带。

当阳光穿过透明介质,比如玻璃、水或者空气时,不同频率和波长的光会产生不同水平的折射,于是我们能够将本来混在一起的光波区离开来,看到阳光本来的一部分色彩。

白光穿过三棱镜后会产生折射

为什么是一部分而不是全体色彩?

阳光是由太阳发射出来的电磁波,它的波长规模非常宽,除了我们肉眼可见的部分,阳光里还包含了射线、X射线、紫外线、红外线、微波和波长更长的无线电波。在这所有的光谱中,人眼能感知的可见光波只占其中很小的一部分。

可见光只占光谱的很小一部分

当阳光穿过大气层时会产生什么呢?

地球大气层里充斥着各种气体分子,其中约有78%是氮气,氧气约占21%。当光照耀到这些气体分子上时,电磁波会使气体分子中的带电粒子产生振荡,振荡的电荷会发生与入射太阳光雷同频率的电磁辐射,但这些由气体分子发出的电磁辐射会分布在所有不同的方向上,这就是我们常说的光散射现象。

空气分子对于光的散射才能是有差别的。在可见光的光谱中,紫色和蓝色部分比红色光波有更短的波长和更快的频率,蓝色光可以使空气分子中带电粒子振荡的频率更高,由此发生的散射光就更多,因此蓝色光比红色光散射的更强烈。光波在空气中散射的强度与光频率的四次方成正比。

太阳光在大气中的散射

对于波长较长的光波,比如黄光、红光,它们更容易穿过大气层,而微波和无线电波由于波长很长,它们几乎可以不(原创www.isoyu.com版权)受阻拦地在空气中穿行。

蓝色和紫色光波在大气层中被散射的概率比红色光要高9倍以上,它们更容易被散射开来,因此,当太阳涌现在高空时,我们看到的蓝色天空,就是空气散射蓝色、绿色和少量其它色彩太阳光的成果。

阳光穿过大气层

你可能会问了百思特网,既然波长短的光更容易被空气散射,为什么我们看不见紫色光呢?这是因为紫色光在很高百思特网的高空就已经首先被散射,能够达到地面的紫色光波很少;与此同时,我们眼球视网膜的光感受细胞对紫色光并不敏感,它们更容易被懂得成更深的蓝色。

天空总是蓝色的吗?

当然不是。当凌晨与傍晚时,太阳的角度很低,我们看到地平线邻近的天空会出现出艳丽的橙红色。这时候阳光在达到我们的眼球之前须要穿过更多的大气,于是我们看到鲜艳的霞光。那些波长更短的光无法穿透如此厚的空气,它们在高空就被散射掉了,因此我们头顶上方的天空是靛蓝色的。

凌晨,靠近地平线的天空更红

好奇的你可能会问,我们的地球被称为蓝色星球,从太空看它出现出蓝色,是因为大气层反射蓝光吗?

为什么地球是蓝色的?

实际上,如果从太空看地球,大气层只能反射极少的蓝光,我们看到的蓝色星球更多是海洋反射太阳光线的成果。地球有70%以上的面积笼罩着海洋,阳光中的蓝色光波在海水中行进的距离最长,而其它色彩的光被海水接收掉了,因此我们看到大海是蓝色的。大海将蓝色的光反射到太空,于是我们看到蓝色的地球。如果地球表面没有大海,那么它就不是一颗蓝色星球了。

大海是蓝色的,地球才是蓝色的

总结:

我们的天空之所以是蓝色,首先与太阳光的光谱组成有关,白色的阳光实际是由许多种不同波长不同色彩的光组成,当这些光线穿过地球大气层时,会产生不同水平的散射现象。

地球的空气分子对波长更短的蓝色和紫色光散射率更高,其它色彩的可见光更容易穿过,人眼对紫色不敏感,因此当阳光照耀大气时,我们看到天空出现蓝色。

你明确了吗?