我们从小就知道蓝天白云的概念,但总会疑惑天空为什么是蓝色的呢?很多人或家长会告诉孩子,这是因为光的折射或大海的倒影,但实际并不是,天空呈现蓝色一方面是因为太阳光的散射,另一方面就是臭氧和人眼睛的作用导致的。

1、天空呈蓝色的原因是散射

天空为什么是蓝色的,因为光的散射作用而不是折射

首先可以肯定的是,天空的蓝色并不是大气层的颜色,因为大气层是没有颜色的,但太阳光是红橙黄绿青蓝紫七种颜色组成的,其中红光波长最长,紫光波长最短,波长最长的红光透射性最大,能够穿过大气层直达地面,而波长较短的青蓝紫却会大气散射而无法直接透过大气层。

天空为什么是蓝色的,因为光的散射作用而不是折射

光无论在任何介质中,都是沿着直线传播,但遇到阻挡物就会发生散射现象。短波中蓝光能量最大,散射出来的光波也最多,散射出来的蓝光布满天空,才会呈现出蓝色的天空,所以天空为什么是蓝色的呢?最主要就是这个散射作用,另外就是臭氧和人眼了。

天空为什么是蓝色的,因为光的散射作用而不是折射

很容易有疑问的就是紫光,其波长比蓝光更短,但天空并不是紫色的,这主要是因为地球周围的臭氧对紫外线有强烈的吸收作用,所以能够散射和透射的紫外线较少,再加上眼睛细胞中含有一种蓝敏色素,对蓝色比对紫色更敏感,所以看到的天空是蓝色而不是紫色。

天空为什么是蓝色的,因为光的散射作用而不是折射

不过这种蓝色,只有在低空才能看到,海拔越高,空气越稀薄,大气分子越少,对光的散射能力也就越低,所以高度越高,看到的天空越越暗,在大气层外看到的天空是黑色的,而宇航员在太空看天空不是蓝色而是暗紫色。

2、日出日落红日原理

天空为什么是蓝色的,因为光的散射作用而不是折射

在了解天空为什么是蓝色的之后,相信很多人对红日也比较疑惑,这原理其实是一样的,因为地球是球体,包裹地球的大气层也是球壳,正午时候,太阳位置达到最高点,太阳光透射到地面的距离是最短的,所以看到的太阳往往是白色,被散射的光线较少。

天空为什么是蓝色的,因为光的散射作用而不是折射

而日出日落时,太阳光经历的大气层厚度是一天中最长的,也就意味着有更多蓝色光被散射,最后只有偏红的光抵达地面,所以才会出现鸭蛋黄的日落,但这种红光也只有太阳附近才能看到,其余大部分天空,依旧显示蓝色。