蓝天、红日与光散射

在大自然中,为什么无色透明的空气能呈现蔚蓝的天空;白色的阳光会变成殷红的落日?这都是地球周围的大气层对阳光进行散射而形成的。

原来,光在传播过程中,遇到两种均匀媒质的分界面时,会产生反射和折射现象。

但当光在不均匀媒质中传播时,情况就不同了。

由于一部分光线不能直线前进,就会向四面八方散射开来,形成光的散射现象。

地球周围由空气形成的大气层,就是这样一种不均匀媒质。

因此,我们看到的天空的颜色，实际上是经大气层散射的光线的颜色。

科学家的研究表明,大气对不同色光的散射作用不是“机会均等”的,波长短的光受到的散射最厉害。

当太阳光受到大气分子散射时,波长较短的蓝光被散射得多一些。

由于天空中布满了被散射的蓝光,地面上的人就看到天空呈现出蔚蓝色。

空气越是纯净、干燥,这种蔚蓝色就越深、越艳。

如果天空十分纯净,没有大气和其他微粒的散射作用，我们将看不到这种璀璨的蓝色。

比如在2万米以上的高空，空气气体分子特别稀薄，散射作用已完全消失，天空也会变得暗淡。

同样道理,旭日初升或日落西山时,直接从太阳射来的光所穿过的大气层厚度,比正午时直接由太阳射来的光所穿过的大气层厚度要厚得多。

太阳光在大气层中传播的距离越长,被散射掉的短波长的蓝光就越多,长波长的红光的比例也显著增多。

最后到达地面的太阳光,它的红色成分也相对增加。

因此,才会出现满天红霞和血红夕阳。

实际上,发光的太阳表面的颜色始终没有变化。