天空为什么是蓝色的?一个看似简单但又复杂的问题!


天空为什么是蓝色的?一个看似简单但又复杂的问题!


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天空为什么是蓝色的?一个看似简单但又复杂的问题!


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在大街上随机采访一个人 , 问他“天空为什么是蓝色的?” , 多半情况下这个人会一脸懵逼 , 不知道该如何回答 。
相信很多人小时候都会问这个问题 , 因为小时候的我们对外界总是充满了好奇 , 总是“十万个为什么” , 反而成年之后对身边的一切都习以为常 , 很难再去思考 。

那么天空为什么是蓝色的呢?
要回答这个问题 , 先来看一下我们日常生活中的一个简单的现象 。
在晚上没有路灯的马路上 , 你拿着手电筒照明 , 你会发现手电筒的光呈现光柱型 , 你可以很清楚地看到光柱 , 甚至会看到光柱里飘浮着很多尘埃 。
为什么你能看到光柱呢?

很多人知道答案 , 因为空气中充满了尘埃和气体分子 。 如果没有尘埃和气体分子 , 即便是打开手电筒 , 你也看不到光柱 。 空气中的尘埃和气体分子对手电筒的光进行了散射 , 朝着四面八方散射 , 然后飞向你眼睛里 。 如果是在外太空 , 除非你把手电筒对着自己的眼睛 , 否则你是不可能看到手电筒的光柱 , 因为外太空没有散射现象 。
上述现象被称为“丁达尔效应” 。
再回到天空为什么是蓝色的这个问题 。

简单来讲 , 之所以天空是蓝色的 , 是因为在太阳光照射到地面的过程中 , 经过大气层时发生了散射 , 而散射的光通常会是蓝色 , 而不是其他颜色 。
也就是说 , 蓝色的光更容易发生散射 。
后来这种现象也被瑞利所证实 , 他提出了瑞利散射公式 , 表明散射光的强度与波长的四次方成反比 。 这说明波长更短的蓝光比波长更长的红光更容易发生散射 。
以上只是简单通俗的诠释 。 还有更深层的东西 。
地球上的大气层厚度是一定的 , 而如果大气层厚度足够厚 , 蓝色光散射基本完毕之后 , 就开始散射波长更长的红光了 , 而这个时候天空就会呈现红色 。
而碰巧的是 , 地球上的大气层厚度能够满足同时散射蓝光和红光 。 蓝光就是白天天空的颜色 , 因为这时候太阳基本上是垂直照射地面的 , 光线穿过的大气层距离比较短 。 而到了傍晚 , 太阳光几乎是平行地平线照射到地面的 , 此时光线穿过大气层厚度比较长 , 红光就会发生散射 , 天空会呈现红色 , 所谓的“夕阳红”!

可能你会有这样一个疑问 , 天空为什么不散射紫色光呢?为什么天空不是紫色的呢?
【天空为什么是蓝色的?一个看似简单但又复杂的问题!】有几个原因 。
首先 , 地球的大气层厚度刚刚好 , 能散射蓝光或者红光 。 理论上如果大气层厚度再薄一些 , 或许天空的颜色就不再是蓝色的了 , 不过是紫色的可能性也不大 。 你可以爬到高山上看一看 , 天空的颜色同样不是紫色的 , 高山上(海拔高的地方)的天空颜色往往会更深 , 下次坐飞机的时候你可以稍微留意一下 。
还有一个原因 , 我们人类的眼睛经过漫长的进化 , 只能看到特定波长的光线 , 也就是所谓的可见光 。 我们对光线的敏感度是不一样的 , 研究发现 , 人们对绿色波长附近的光线最敏感 , 而紫色属于不敏感的光线 , 也就是说 , 我们看到的蓝色天空 , 其实带有一定的主观因素 , 其他物种看到的天空未必是都是蓝色的 。
当然 , 太阳光发生散射还有一个重要条件 , 那就是空气密度的不均匀 , 不完美 。 如果空气密度完全均匀 , 基本上就不会发生散射了 , 因为均匀的密度意味着光线在传播碰撞过程中会相互抵消 , 也就不会发生散射了 。 而科学家们也发现了地球大气层的密度分布确实是不均匀的 。
所以 , 不要对我们身边发生的各种想象想当然地认为就是那样 , 多问几个为什么 , 或许就会发现更多大自然暗藏的宇宙奥秘 。 大自然的很多奥秘就在你我身边 , 就看你有没有一颗好奇勇于探索的心!

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