为什么天空看起来是蓝色的?
抬头时,我们很容易把蓝天当成理所当然的背景。其实,这片蓝色来自阳光与空气之间一次次微小的相遇。
阳光里,不只有一种颜色
看起来接近白色的阳光,包含不同波长的可见光。我们看到的红、橙、黄、绿、蓝、紫,可以理解为这些不同波长在视觉中的表现。阳光进入大气后,会与空气中的分子相互作用,一部分光因此改变传播方向。这种现象叫作散射。
短波长的光,更容易被散射
对远小于可见光波长的空气分子而言,短波长的光比长波长的光更容易发生散射,这通常用瑞利散射来描述。因此,相比红光,蓝光更容易被分散到不同方向。即使我们没有直接看向太阳,也能从天空的其他方向接收到这些散射的光。
为什么不是一片紫色?
紫光的波长比蓝光更短,但天空的颜色并不是只由散射强弱决定的。到达我们眼睛的各波长光量,以及人眼对不同颜色的敏感程度,都共同影响最终的视觉感受。人眼对紫色的敏感度较低,综合起来,晴朗天空通常呈现蓝色。
日落为什么常常变红
太阳接近地平线时,阳光到达我们之前,要经过更长的大气路径。较多短波长的光被散射出原来的方向,沿着太阳方向到达眼睛的光中,红、橙等长波长成分便显得更突出。尘埃、云和水汽也会影响实际看到的颜色,因此每一次日落都可能不同。
下次抬头时,可以这样观察
在晴天比较头顶与地平线附近的天空,再留意傍晚颜色如何变化。观察日落时,不要直视太阳。一个熟悉的日常景象,往往就是理解自然现象的入口。