兩小兒辯日，孰是孰非？今天為你揭秘

我們曾經學過一篇課文叫《兩小兒辯日》，文中的內容講的是兩個小孩爭論太陽離我們的遠近。一個小孩認為早上的時候太陽離我們比較近，因為早上的太陽看起來比較大。而另一個小孩則不同意這種說法，他認為中午的時候太陽離我們比較近，因為中午的太陽很熱，所以就離得近。他們兩個的觀點究竟誰對誰錯呢？今天就讓我們一起來探討一下吧。

首先讓我們先了解一下我們人類所處的宇宙環境。我們居住的地球赤道半徑6378km。在地表上空有2000km厚的大氣層，接近地球半徑的1/6，它包裹著我們的地球，從地表到高空大氣密度呈遞減狀態。而大氣層外則為真空環境。地球繞太陽自西往東轉。

太陽光主要來自太陽表面的黑體輻射，它的光譜可見光的波長範圍在770~390納米之間，可見光可以通過三稜鏡分解出紅、橙、黃、綠、青、藍、紫7種顏色，這是我們眼睛所能看到的光，並由此證明，太陽的白光是由各種色光組合而成。

在離我們1.5億公裡遠的太陽，它的直徑為139萬公裡，是地球直徑的109倍。由於太陽比較大，而且離我們比較遠，所以它的光線我們可以看做是平行地射向地球的。假如沒有大氣層的情況下，A1A2就是地球的晝夜分界線，向光面為白天，背光面為黑夜。但是我們的地表上空是充滿大氣的，所以太陽光遇到大氣層時，它的情況就變得複雜多了。

早晨，太陽光從O1點射進大氣層，它是由真空狀態進入大氣介質，此時太陽光便會像透過三稜鏡一樣發生折射，不過由於大氣層密度的不均勻，它的折射線是弧形彎曲的，而不是直線的。同樣地它會分解出紅、橙、黃、綠、青、藍、紫7種可見光。這七種顏色的折射率依次增大，所以它們有規律地排布在地表上。所謂折射率，就是入射角的正弦值與折射角的正弦值的比 。光線在大氣中除了折射外，還會產生散射現象。按照我們的慣性思維，我們可能會認為此時A1點天剛開始亮，而B1點是天黑的。但實際情況卻不是這樣的，因為光線通過大氣的折射，此時的光線已傳到B1點，所以此時B1點天開始亮，而A1點天早就亮了。在這種情況下日出提前到來了。在天剛亮時，最先映入我們眼帘的是紅光，所以早上的太陽開起來是紅通通的，同時由於散射的原因，通常在太陽旁邊的天空也會被染成紅色。

在我們的視覺當中，我們會認為光是沿直線傳播的。在早上我們第一眼看到的太陽其實不是真實的太陽，而是一種虛像。由於我們是從密度大的介質往密度小的介質看太陽的，所以此時看到的太陽會比它的實際尺寸大，高度比它實際高度高。

隨著太陽的升高，七種可見光間的角度慢慢變小，直至中午光線垂直於地面時，聚集成光束。此時的光線沒有了折射，只有散射。這時的太陽和天空的顏色就是七種可見光的混合顏色，看起來是白色耀眼的。中午時光線穿過大氣層的厚度為2000km，而早晨光線穿過大氣層的厚度則為5000km，兩者相差2.5倍。假設中午太陽的溫度為38℃，那麼早上的溫度理論上只有15℃，這就是為什麼中午的溫度比早上的溫度高很多的原因。

過了中午之後，隨著時間的推移，太陽的入射角會慢慢變傾斜，太陽光束又開始分解，七種可見光的角度慢慢變大，直至在B2點太陽將要落山的那一刻達到最大值。早上最先看到的是紅光，而傍晚最後消失的也是紅光。所以你此時看到的太陽和天空也是紅色的。只不過日落延遲了。

最後讓我們回到剛開始的話題，其實辯日的兩個小孩說得都對，只不過他們把問題各自片面化了。他們的描述只是太陽在地球上不同時刻的現象罷了。