天空为什么是蓝的呢?彩霞为什么是红色?

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一、空气太阳光的散射
地球周围覆盖着厚厚的大气层,太阳光穿过大气层时,光子与大气分子碰撞,会发生散射——大量光子像乒乓球,遇到铁球一样的大气分子,从而散射当四面八方。
我们知道,太阳光含有各种频率的光子,也就是含有各种颜色的光,大气分子对光子的散射能力,正比于光子频率的四次方,因此,大气对频率最高的紫光、蓝光散射最严重,对红光、橙光、黄光散射要低得多。
如下图所示,太阳光从左侧射入大气层,紫光、蓝光被严重散射而运动到四面八方,而红光、橙光、黄光却可以较好的穿透大气层运动到更远。

二、天空为什么是蓝色,朝霞晚霞为什么是红色

我们抬头看向天空,绝大多数时候都不会对着太阳,因此,进入我们眼睛的,绝大部分时候都是被空气散射过来的紫光、蓝光,所以天空看起来是蔚蓝色的。同理,我们从外太空看地球,太阳光里的紫光、蓝光部分被大气散射进入我们的眼睛,所以我们看到地球是一颗蓝色星球。海水反射来自天空的散射光,从上方看海水,海水呈蓝色。

早晚时间,太阳光需要穿透很厚的大气才能到达我们所在的位置,这时,太阳光中紫光、蓝光部分在半路上都被严重散射,能够到达我们所在位置的光,就主要是红光、橙光和黄光,所以,我们看到太阳是红色的,阳光是金色的,被阳光照射的白云呈红色、橙色或者黄色,也就是火烧云。

三、血月

月全食时,仔细观察可以看到,月亮还能看见,并且呈暗红色,这实际上也是太阳光经过地球大气散射后,蓝光紫光半路上几乎被散射完了,剩下红光经大气折射散射而到达月球,月球反射红光,但是,到达月球的红光也不是很强,所以月球呈现出来的就是暗红色。这就是所谓的“血月”。

转自恩谱谈物理


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