天空的太陽究竟是什麼顏色?

2020-12-11 天文在線

本文參加百家號 #科學了不起# 天文航天系列徵文賽。

太陽的顏色是白色的,它或多或少均勻地發射出彩虹的所有顏色的光,在物理學中,我們稱這種組合光的色彩為「白色」。這就是為什麼在陽光的照射下,我們能在自然界中看到那麼多不同的顏色。如果陽光是純綠色的,那麼外面的一切看起來都是綠色或黑色的。

圖解 :太陽上出現的C-3級耀斑(在左上角的白色區域),一個太陽海嘯(右上,波狀的結構)和多個絲狀的磁力線從恆星表面離開。

而在實際的陽光下,我們可以看到玫瑰的紅色和蝴蝶翅膀的藍色,這是因為陽光中含有紅色和藍色的光。其他顏色也一樣,當一個燈泡工程師設計出一種模擬太陽的燈泡,並以此來提供自然照明時,他設計的是白色的而不是黃色的燈泡。事實上,你看到彩虹中所有的基本顏色(被薄霧分散的陽光)中沒有缺失顏色,這直接證明了陽光是白色的。

圖解:水星凌日的照片,讓我們能清楚看到太陽和水星的情況。圖源:universetoday

太陽發出各種顏色的可見光,而事實上,除了伽馬射線它還發出各種頻率的電磁波。這包括無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線和x射線。太陽發出所有的顏色都是因為它是一個熱體,通過熱輻射過程發出光。就像一塊燒熱的煤或一根電爐絲會發光一樣,太陽也會因為它自身的溫度而發出各種顏色的光。白熾燈發出的光能很好地模擬太陽光的原因也在於此:白熾燈泡中包含的金屬細絲被加熱,直到它們像太陽一樣發光。

圖解:電磁波和可見光波譜 圖源:xianjichina

檢測太陽光的顏色含量,並將最亮的顏色(峰值頻率)識別為太陽的實際顏色這件事可能很有誘惑力,但這種方法的問題是峰值頻率沒有具體的含義。峰值頻率取決於是在頻率空間還是在波長空間,如下圖所示。在波長空間,太陽光在紫外線中達到峰值;在頻率空間,太陽光在紅外線中達到峰值。哪個是對的呢?它們都是對的。它們只是兩種不同但完全有效的顏色含量的測量方法。

這就說明了為什麼給峰值頻率賦予特殊含義是毫無價值的。此外,天文學家喜歡把太陽模擬成一個完美的黑體,但事實並非如此。根據波長空間黑體模型,太陽的峰值是綠色的!而他們所說的「太陽是綠色的」的意思是他們的不精確的模型峰值恰好在綠色的波長處。不幸的是,「太陽是綠色的!」比「太陽是白色的,如果它是一個完美的黑體,你在波長空間測量的話,它會在綠色達到峰值」是更令人興奮的標題。雖然沒有那麼令人興奮,但最終的真相是:太陽是白色的;它的光譜在波長空間的紫色區域達到峰值,在頻率空間的紅外區域達到峰值,若根據波長空間黑體模型估計,則在綠色區域達到峰值。

圖解:綠色的閃光可以在日出或日落時出現,要看到綠色的閃光,需要你面前的地平線有一個暢通無阻的視野。它們之所以發生,是因為太陽光在穿過地球大氣層時,隨著地球的彎曲而折射或彎曲。高頻光(藍光)比低頻光彎曲得多。圖源:universetoday

請注意,下面的圖表顯示了太陽光進入地球大氣層之前在太空中測量的情況(來自美國材料與試驗學會-地面參考光譜的數據),這是太陽真正的色彩含量。而我們在地球表面感受到的陽光已被大氣層過濾了,因此略有不同。相比其他顏色大氣更傾向於分散藍色和紫色。因此,地球表面的直射陽光比太空中的陽光略紅。在日出和日落前後,當太陽光穿過比平時多得多的大氣層時,地球表面的太陽光就會變得更紅,但太陽本身是白色的。

圖解:太陽光譜在空間中作為波長的函數-太陽光在空間中的光譜是波長的函數。公共域圖像,圖像來源:克里斯多福·S·貝爾德,數據來源:美國材料與試驗學會地面參考。

圖解:太陽光譜在空間中作為頻率的函數-太陽光在空間中的光譜是頻率的函數。公共域圖像,圖像來源:克里斯多福·S·貝爾德,數據來源:美國材料與試驗學會地面參考。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. 秦正冰-wtamu

如有相關內容侵權,請於三十日以內聯繫作者刪除

轉載還請取得授權,並注意保持完整性和註明出處

相關焦點

  • 天空的顏色為什麼是藍色的?事實究竟怎樣?
    在晴朗無雲的日子裡,若有人問你,天空是什麼顏色?你一定會肯定地回答:天空是蔚藍色的。宇宙飛船上的太空人可以看到地球殼體外籠罩著蔚藍色的大氣層,我們也可在晴朗日子裡站在曠野中看到蔚藍的天空,而且天氣越晴朗,天空的藍色越顯得澄澈。天空為什麼呈蔚藍色呢?
  • 從太陽光可以看到幾乎所有的顏色,太陽真實的顏色是什麼?
    太陽的顏色到底是什麼?小時候,當我們在太陽光下,通過三稜鏡我們可以看到美麗的七彩光,這是彩虹的所有顏色,但是很顯然太陽並不是七彩色的。
  • 太陽真實的顏色是什麼?黃色?白色?還是其它顏色?
    太陽真正的顏色是白色。我們之所以把太陽看成黃色,是因為地球的大氣層更不容易將高波長的顏色,比如紅色、橘色和黃色,散射出去。因此,這些波長的顏色就是我們看到的,這也就是太陽呈現出黃色的原因。作為一個小孩,你無疑會以一張臉的形狀,來將太陽畫在你的筆記本上,並且太陽的臉一定會是黃色。
  • 海王星的天空是什麼顏色?
    所有大氣層的顏色,毫無疑問是藍色的。標記黃油硬糖般的天空。惠更斯著陸器勘測的泰坦(Titan)(湖)表面。標記橘色的天空。然後有月球黑暗的天空,這當然只是因為缺少一層大氣層。(備註:譯者加圖)所以為什麼我在說毫無疑問大氣層是藍色的?所有我們有照片的行星們從表面上似乎不同意!別擔心,我沒有瘋。
  • 太陽是什麼顏色的?
    如果你把注意力放回學校,並能記得你的老師是什麼時候通過稜鏡發出光來製造人造彩虹的話整個太陽和它的所有層都在發光。「太陽的顏色」是由太陽的各個部分相互作用而產生的太陽光的光譜。所以,從本質上說,如果我們想弄清楚太陽是什麼顏色的話,我們需要在這裡解剖太陽的光線。地球並量化它們。有幾種不同的方法可以做到這一點,但它們並不是特別高科技的--事實上,大多數孩子可能已經做過這個實驗的一些版本。 通過稜鏡可以很容易地識別光束的顏色。
  • 你的天空是什麼顏色
    老師說主要是讓孩子發揮自己的想像空間,不要給孩子設框框,告訴他應該怎麼樣,就像我們不會告訴孩子天空就應該是藍色的這個道理一樣。她說,她的兒子有一天在家裡跟他說,他老師說他把天空的顏色塗錯了,天空就只能是藍色的哦!當媽媽的她聽了很驚訝,天空為什麼只有一種顏色?然後她轉身告訴自己的孩子「你覺得天空是什麼顏色就是什麼顏色,藍色只是其中的一種。」
  • 天空為什麼有不同的顏色
    中國氣象報通訊員高振朝  晴朗的天空是藍色的,這是人人皆知的事情。但天空有時是淡藍色、白色,有時是黃色。天空為什麼有不同的顏色?很多人說不出所以然。要想理清這一問題,首先要搞清兩個概念:一是天空是由什麼組成的,二是太陽光在天空中是如何傳播的。
  • 天空的顏色隨心而變
    每一個孩子在同一片天空下,看到的,卻不一定是同一種顏色。不同的心情、不同的性格看到的同一片天空,顏色竟然都那麼迥異。我本以為複雜的心情是大人們特有的心境,而孩子們豐富的想法卻給予我無限的驚奇。在陰天裡,那時才剛下過雨,幼兒園的草地還混著潮溼的泥土味道。
  • 我是盲人,請問太陽是什麼顏色的
    CONVERSATION 1 顏色盲人:我是個盲人,請問太陽是什麼顏色的?Any:太陽是金黃色的,明度純度都很高。盲人:金黃色是什麼意思?我想知道,那種顏色是像小提琴的聲音,還是像鋼琴的聲音?Any:No,My Dear!顏色不是用來聽的。太陽的顏色和你聽過的任何聲音都不一樣。不能這樣去理解。盲人:好吧,那我猜測太陽的顏色總該很像某種氣味吧。比如是清新的還是難聞的?
  • 吉林天空出現三個「太陽」 科學的解釋又是什麼呢?
    吉林天空出現三個「太陽」 科學的解釋又是什麼呢?】2019年的最後一天12月31日上午8點左右,吉林扶餘市新站鄉天空中出現三個「太陽」。也有網友認為,這是特殊氣象條件下的奇觀。↓科學的解釋又是什麼呢?
  • 關於天空的顏色,你不知道的秘密,天空真的是藍色的嗎?
    雖然人的一生千奇百怪,變幻莫測,但是有一件事是永遠不會變的:天空是藍色的。歌裡會歌唱藍天,詩裡會極力讚美藍天,就連天真無邪的小孩子們都會忍不住詢問天空為什麼是藍色的。但是我要告訴你一個驚人的事實:天空並不是藍色的!為了揭開這個謎底,我們首先需要知道光的本質是什麼。一次我在種間育種,我提到過科學家們很熱衷於將東西分類,或者說是將東西分組。根據我在那次經歷中所說起的,那麼什麼是放射線呢?
  • 八大行星的天空都是什麼顏色的呢?看完漲知識了!
    太陽系八大行星有的有大氣層,有的沒有,氣體的性質也不一樣,對陽光的作用不同,於是天空顏色也不一樣,有地球的天藍色,也有水星的漆黑色。人肉眼看到天空是天藍色,是由於氣體分子對陽光的散射,使得藍色波段的可見光更多地被反射入人的眼睛,可見光即可以使人類視覺系統形成視覺的頻段的光。
  • 在遊戲裡模擬天空的顏色,太迷人了!
    模擬天空顏色、大氣散射、瑞利散射、米氏散射、天空顏色、模擬天空、散射係數、吸收係數、衰減係數、相函數、光學深度、體積渲染、單次散射、多次散射、大氣、陽光本章我們將學習大氣散射,推薦先閱讀體積渲染和次表面散射的內容(詳見www.scratchapixel.com),它們和本主題包含類似的概念,大氣散射可以看作是體積渲染的擴展。
  • 為什麼可以通過天空顏色辨別時間?
    2015年4月22日訊 /生物谷BIOON/ --最近,來自英國曼徹斯特大學的研究人員發現光的顏色對於大腦如何衡量一天的時間以及動物的生理和行為如何根據時間做出相應調整具有重要影響
  • 「我的天空沒有太陽,只有黑夜,但並不暗因為有東西代替了太陽」
    我們身處在一個光怪陸離的世界裡,很多事情都是自找的或善良、或大惡、或幸福、或悲哀,全憑我們自己去領悟,就在一念之間我們會選擇什麼?可是大惡就是惡嗎,善良有多難得,痛苦來源什麼?「我的天空沒有太陽,只有黑夜,但並不暗因為有東西代替了太陽」。這就是在《白夜行》中唐澤雪穗的真實感受吧。
  • 內蒙古出現「神跡」,天空中3個「太陽」,背後到底有何貓膩?
    自古就有很多人不理解自然現象,現在內蒙古的天空中出現的三個太陽的奇觀,這個景象,很多人開始推測的前兆是什麼,據當地的故事,這種現象在早上8點的時候開始,多持續了半個小時,當天錫林郭皮山23度左右的溫度在零下,人們看到這樣的情景,這是難得見到的情景,幸運的人可以見到。
  • 在南半球,太陽看起來是如何穿過我們的天空的?
    在南半球,太陽(以及月亮和星星)仍然從東方升起,在西方落下。這是因為太陽在天空中的「運動」是由地球的自轉引起的,而北半球和南半球的自轉方向顯然是相同的。在南半球,太陽看起來是如何穿過我們的天空的?你是否曾經留意過太陽在一天之中是如何穿過天空的?
  • 大海為什麼是藍色的,是因為倒映天空的顏色嗎,答案是否定的
    大海是藍色的是因為倒映天空的顏色,這個說法由來已久,並被廣為流傳,但真的是這樣嗎?題目中已經說了,並不是,為什麼呢?1921年,有一個叫拉曼的印度中年科學家在大海上做了一個實驗,他用尼科爾稜鏡觀察沿布儒斯特角從海面反射的光線,即可消去來自天空的藍光。
  • 究竟是什麼樣的天空?刷爆了小寶今天的朋友圈!一起...
    究竟是什麼樣的天空?刷爆了小寶今天的朋友圈!一起...17:03 來源:澎湃新聞·澎湃號·政務 本文原標題:《究竟是什麼樣的天空
  • 你眼中的顏色決定了天空的顏色
    昨天傍晚時分的天空之城,顏色豐富,美輪美奐。春天,萬物復甦,春風拂面。天空就像早上八九點的陽光,溫和無刺激。曬蘿蔔、薺菜是客家鄉村的一道靚麗風景線;油菜花是兒童手中活生生的藝術品;振新鄉村發展,全面步入小康生活是近今年的主旋律。夏天,萬物猛長,豔陽高照。