天空的颜色为什么是蓝的

天空的颜色为什么是蓝的

大气层，直接射到地面，而波长较短的蓝、紫、靛等色光，很容易被悬浮在
空气中的微粒阻挡，从而使光线散射向四方，使天空呈现出蔚蓝色。
实际上发生散射的蓝光只是一小部分，大部分没有遇到微粒的蓝光、紫光还是直接射到了地球上，所以射到地球上的白光中仍然是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
当大雨过后，你是否注意过天会更蓝，越是晴朗的天气，天越蓝，这是因为这样的天气里，空气中的尘粒、小滴、冰晶的数量会很多。

在我们地球人眼里当然是蓝色的 天为什么是蓝的，而不是绿的或红的呢? 首先你得明白一个道理：我们周围的事物之所以显现出颜色来，仅仅是因为阳光照射着它们。虽然阳光看上去是白色的，但是所有的颜色：赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫，在阳光里都存在。 天空里有这么多颜色，为什么我平时看到的只有蓝色呢？你可能会问。 如果你把光线设想为波浪，你就会猜破这个谜了。光其实是像一个波浪那样在运动的。我们来设想一下一滴雨落在一个水洼里的情景。当这滴雨落到水面上时，就会产生小波浪，波浪一起一伏地变成更大的圈，向着四面八方扩展开去。如果这些波浪碰上一块小石子或一个别的什么障碍物，它们就会反弹回来，改变了波浪的方向。 而阳光从天空照射下来，一样会连续不断地碰到某些障碍。因为光所必须穿透的空气并不是空的，它由很多很多微小的微粒组成。其中百分之九十九不是氮气便是氧气，其余则是别的气体微粒和微小的漂浮微粒，来源于汽车的废气、工厂的烟雾、森林火灾或者火山爆发出来的岩灰。虽然氧气和氮气微粒只是一滴雨水的一百万分之一，但是它们也照样能阻挡阳光的去路。光线从这些众多的小“绊脚石”上弹回，自然也就改变了自己的方向。 可是那么多颜色的光改变了方向，为什么只有蓝色被看到呢？你可能还是不明白。 我们还得回到刚才说的那个水洼里。 水洼里，小的波浪遇到小石子的话，水面便被搞得混乱不堪；但如果是一个“巨浪”，像你用手在水洼边掀起的那种“巨浪”，它就有可能干脆从石头上溢过去，并畅通无阻地到达水洼的对面边缘。那么，就像有大波浪和小波浪一样，各种各样颜色的光波也有不同的“波浪”，也就是波长：不过它们可不像水波的波浪，用肉眼是看不出它们的大小的，因为它们小得难以想像，只是一根头发的一百分之一！得用很灵敏的测量仪表才可以精确地测定出来。 根据科学家的测定，蓝色光和紫色光的波长比较短，相当于“小波浪”；橙色光和红色光的波长比较长，相当于“大波浪”。当遇到空气中的障碍物的时候，蓝色光和紫色光因为翻不过去那些障碍，便被“散射”得到处都是，布满整个天空—天空，就是这样被“散射”成了蓝色。 发现这种“散射”现象的科学家叫瑞利，他是在130年前发现的，他也是诺贝尔奖获得者。 用“散射”现象，你就可以解释下面这些天象了： 比如在你头顶的天空是蓝色的，可是在地平线—天地相接的地方，天空看上去却几乎是白色的。为什么？就是因为阳光从地平线到你这个地方比起它直接从空中落下来，需要在空气中走的路程要远得多—而在一路上它所擦过的微粒子也自然就要多得多。这些大量的微粒子就这样多次散射出光，所以它显得白中透着淡蓝。建议你做一个小实验来验证一下：拿一杯水，把它放在一个黑暗的背景里，放进一滴牛奶，再拿一只手电筒照射杯子的一端，并靠近它，手电筒的光在水中即会显现出淡蓝色。如果你往水里放进的牛奶越多，水就越白，因为光一再地受到这些众多的牛奶微粒的散射，结果就是白色的。道理跟在地平线上空是白色的一样。 太阳落山时的傍晚，天空不显现蓝色而显现红色，正在下落的太阳也变成暗红色，也是一样的道理。由于傍晚的光在照射到你这个地方的路上所遇到的众多的微粒，使得阳光中的紫色的和蓝色的部分往四面八方散射开去，仅留下一点点使你的肉眼看得见的橙红色光线—因为它们的波长长、“波浪大”，翻过了路上的障碍。 不过，细心的你会发现，天穹在落日后也还会在一段时间内呈现深蓝色。这也曾经是科学家们关心的一件怪事，不过几个物理学家已经在50年前揭开了这个谜：导致黄昏时天空的蓝色，是一种特别的物质。这种特别的物质在离地球表面20至30公里的高空处聚集成厚厚的一个层面，叫臭氧层。这种气体对正在下落的太阳光起到像颜色过滤器那样的作用：它截获太阳光中的黄色和橙色的部分，却几乎无阻拦地让蓝色的部分通过。当最后的少许光消失时，所有的颜色才消失在黑暗的夜色中。 臭氧不仅导致黄昏的蓝色天空，还吞下一种你无法看见的特殊的光线：紫外线的光，或称紫外线。你一定曾经听说过，紫外线对所有的生物（当然也包括对你）有多么危险。如果它在你的裸露的皮肤上照射得太长久，你就会得晒斑。臭氧层到处都有足够的厚度能截获尽可能多的紫外线：这对于我们这个星球上的全体生命来说，是极其重要的。 可惜，在今天，这个生命攸关的保护层在许多地方都已经变薄了，在南极上空甚至已经形成了一个大的空洞。而破坏臭氧的凶手就是“氟里昂”—一种人们用来喷洒护发摩丝或用在冰箱和空调上制冷的物质。这是一种对臭氧层特别有害的物质，所以许多国家已经不再使用这种“臭氧杀手”了。 今天我们学到了为什么我们眼中的天空是蓝色的。其实从地球以外望过来也是一样：覆盖我们地球三分之二面积的海水也散发着蓝光，陆地上虽然有土地的褐色或森林的绿色，然而上空却总是蓝色的—从宇宙中看来，整个地球都被裹着一块轻柔的蓝色面纱。从大气层外看见过地球的天文学家报道过这一情况。

在晴朗无云的日子里，若有人问你，天空是什么颜色？你一定会肯定地回答：天空是蔚蓝色的。宇宙飞船上的宇航员可以看到地球壳体外笼罩着蔚蓝色的大气层，我们也可在晴朗日子里站在旷野中看到蔚蓝的天空，而且天气越晴朗，天空的蓝色越显得澄澈。天空为什么呈蔚蓝色呢？

有人猜想，天空中含有一种蓝色的气体，或者大气本身就是蓝色的。事实究竟怎样？通过科学实验表明，当太阳光射入地球大气层时，遇到大气分子和其它微粒而被散射，这些大气分子和微粒本身是不会发光的，但是由于它们散射了太阳光，每一大气分子就变成了一个散射光的光源。它们向四面八方发射出光来。在高空没有多少飘尘粒子，故以分子散射 ( 瑞利散射 ) 为主，散射光的光强与入射光的波长四次方成反比。阳光所含的七种色中，紫、蓝、青光等的波长短，最容易被大气分子散射出来；而波长较长的橙、红、黄等颜色的光波透射力最强，被散射便弱，他们能透过这些大气分子而保持原来的射程方向。这样光波的分离作用就此发生，在高空的散射光便以紫、蓝、青光等为主。另外，散射光线的颜色与微粒的大小有密切关系，微粒越小，则只有短光波遭到散射，对下层空气分子散射来讲，主要是蓝色光线被散射出来。因此我们看到的天空是蔚蓝色的，而且天气越晴好，天空越蓝。

那末高空天空的颜色是否也是蓝色的？不一定。愈到高空，天空的颜色愈灰暗，甚至变成黑灰色。

原来，愈到高空，空气愈稀薄，空气分子数减少得很厉害，分子散射出的光辉就逐渐变弱，天空的亮度因此就愈来愈暗，由青色（离地约 8 公里以上）递变为暗青色（离地约 11 公里），再递变为暗紫色（离地约为 13 公里），只有那最易被散射的紫色光波才被高层稀疏的空气分子散射出来。到二十公里以上的高空，分子更稀少了，散射作用几乎完全看不出来，没有散射光，天空当然变成黑灰色的了。

低层大气中含有较多的尘粒，这里的散射以米散射为主，米散射不遵从分子散射那样的散射规律而是遵从更复杂的规律，阳光被散射后基本上仍为白光，我们也就看到地平线附近的天际为灰白色或青灰色。