天为什么是蓝的?
太阳辐射是一种电磁辐射波,在遇到大气中的分子、尘埃等物质时会发生散射现象,一部分入射波会改变方向射向四面八方。 散射作用的强弱与入射波的波长、散射物质的性质(成分、大小等)有关。当入射波的波长远大于散射物质的直径时,发生瑞利散射(也叫分子散射),它的散射强度与入射波波长的4次方成反比,也就是说在这种散射作用下:波长越短,散射越强。 晴朗的天空是蓝色的,此时大气成分中的气溶胶粒子、水相对较少,以干洁空气为主。散射作用也主要是由气体分子引起的,此时的散射可以看成是瑞利散射(也即分子散射),可见光中较短波长的辐射会被散射掉。 可见光是由不同波长且颜色各异的波段组成的,按照波段由小到大排列是:紫、蓝、青、绿、黄、橙、红,蓝紫色波长相对较短,橙红色波长相对较长。瑞利散射时,蓝紫色光被散射的较多。所以,我们看到的蓝色天空其实是由蓝紫色合成的一种偏蓝的颜色。
这是因为太阳光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成的。这七种颜色的光波长是不一样的。大气中的尘埃以及其他微粒散射蓝光的能力大于散射其他波长较长的光子的能力,因此天空显现出蓝色。大气对光线的散射主要有两种:丁达尔散射和瑞利散射。其中尘埃、水雾等能在空气中形成胶体的微粒对光的散射属于丁达尔散射,丁达尔散射的特点是散射光的强度与光波波长无关,因此白光散射后仍然是白光,在地平线附近看到的白蒙蒙一片就是丁达尔散射现象。还有一种是瑞利散射,是由极小微粒(分子、原子等)产生的散射,其散射光强度与光波波长的四次方成反比,已知可见光的波长范围是400nm(蓝紫光)到700nm(红光),红光端波长是蓝紫光波长的1.75倍,因此蓝紫光散射强度接近红光散射强度的十倍,又因为人眼对紫光不太敏感,所我们看到的天空就是蓝色的。
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