為什么天空是藍(lán)色的?它往往是自然界中最自然的元素之一中最普通的人之一。考慮到天空具有多種顏色,這取決于天氣或時(shí)間等一系列條件,這是一個(gè)奇怪的疑問。
是的,一天中的一部分時(shí)間天空是藍(lán)色的,但是在清晨時(shí)分,日落時(shí)可能是很淡的藍(lán)色,橙色和紅色,而晚上則可能是深灰色的。藍(lán)色的陰影在地球上的不同點(diǎn)甚至有所不同,不僅與位置有關(guān),而且與海拔或天氣現(xiàn)象有關(guān)。
但是問題仍然存在:為什么天空是藍(lán)色的?尤其是考慮到向行星提供光的太陽(yáng)是淺黃色,如果直接看它會(huì)使您失明。但是,所有這些都有一個(gè)簡(jiǎn)單的科學(xué)解釋。
要回答這個(gè)問題,我們首先必須記住圍繞地球的大氣是如何組成的。它是以下各項(xiàng)的混合物:
此外,還有懸浮的塵埃顆粒,冰晶和微量其他氣體。我們還必須考慮一件事:大氣密度隨海拔高度而變化。正如我們之前解釋的那樣:這會(huì)影響天空的顏色。
太空中處于完全真空中的光線沿直線傳播,但是一旦進(jìn)入地球大氣,它們就會(huì)遇到這些元素,從而改變其行為。
修改其行為的方式將以簡(jiǎn)單明了的方式取決于兩件事:光的波長(zhǎng)和與之相遇的元素。
實(shí)際上,陽(yáng)光是具有不同波長(zhǎng)的電磁波,我們可以看到其中的一些波長(zhǎng),分別對(duì)應(yīng)于紅色,橙色,黃色,綠色,藍(lán)色和紫色。
因此,如果塵埃顆粒和/或水滴比光的波長(zhǎng)大得多,它們將充當(dāng)鏡子并沿不同方向反射光,但不會(huì)改變其顏色。
但是,如果懸浮在大氣中的分子小于光子的波長(zhǎng),則它們會(huì)吸收光并由于粒子的電極化而沿不同方向重新發(fā)射。
此過程稱為散射。大氣中的粒子在散射短波長(zhǎng)光(即我們?cè)谒{(lán)色中看到的光)方面特別有效。
這就是為什么我們白天看到的天空是藍(lán)色的原因。這個(gè)過程由約翰·威廉·斯特魯特(John William Strutt)(第三任雷利男爵)首先在1871年解釋,因此被稱為雷利散射。
瑞利散射還解釋了為什么日落時(shí)天空是紅色而不是藍(lán)色。這是因?yàn)?,隨著太陽(yáng)距離地平線和地球表面越來越近,大氣變得更密。
這就是為什么到達(dá)我們眼睛的光線已經(jīng)耗盡了對(duì)應(yīng)于藍(lán)色的短波長(zhǎng)光子的原因。但是剩下的波,確實(shí)到達(dá)我們的波,對(duì)應(yīng)于更長(zhǎng)和更少的分散長(zhǎng)度。
簡(jiǎn)而言之,這就是為什么我們擁有如此美麗的日落和壯觀的藍(lán)天的原因。