為什麼天空會出現藍色、紅色和灰色?這裡告訴你原因

2020-12-08 六分鐘科普君

地球雖然叫做「地球」,但是地球是一顆名副其實的水球,為什麼呢?因為地球表面積為5.1億平方公裡,海洋面積就佔了71%的比例,海洋面積達到3.6億平方公裡,而陸地面積僅為1.5億平方公裡,海洋面積是陸地面積的2倍多,既然陸地面積那麼少,為什麼人類還叫它做地球呢?可能主宰地球的人類主要生活在陸地的原因吧,還有歷史原因,在歷史上大部分人都生活在內陸地區,這些地區看不見海,於是就「地」這個名字成為一種擁有很強歸屬感的詞語,所以把我們生活的星球叫做地球自古就傳承下來。

地球是一顆藍色星球

地球的海洋都是由大量透明青色的海水組成的,如果從海平面或者海底看海洋它是無色或者透明的,但是從高空特別是太空去看,透明無色的海洋看上去卻是藍色的,其實這種情況不僅發生在海洋,也同樣發生在天空,坐飛機在天空中我們看到的天空是透明無色的,看到的雲朵也是白色的,但是從地面看上去,天空同樣是藍色的,為什麼從遠距離看,海洋和天空都是藍色的呢?

藍色的天空

要想弄清楚這個問題,首先我要明白物體的成色原理,在上學的時候,我們的物理老師曾經說過,世界上的任何物體都是沒有顏色的,我們看到的一切物體顏色其實都是虛假的,物體真正的顏色全部都是黑色的,因為物體都是碳物質組成的,所以它們原色都是黑色,可是為什麼我們卻看到五顏六色不同的顏色呢?

藍色海洋

這都是因為太陽導致的,太陽的光線中含有紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等7種顏色,當然這7種顏色通過肉眼是看不見的,必須通過特殊的儀器如三稜鏡分解,我們才可以看到太陽光包含的不同色彩,由於太陽光線裡面含有自然界全部7種顏色,因此當物體反射太陽光的時候,就可以反射太陽的各種顏色,而物質之所以能夠反射出各種不一樣的色彩,是因為不同的物質對不同的光能量產生的電磁波進行選擇性吸收,因此不同的物質就反射不同色彩,所以我們看見不同的物體顏色就不一樣,在明白了物體不同顏色是反射太陽光的原理後,那我們再來說說天空為什麼是藍色的?

藍色的海洋

地球的天空不同於宇宙,在地球的上空充滿空氣,而空氣是有各種各樣的物質組成的,包括塵埃、冰晶、水滴等,這些物質和地面上的物質沒有什麼兩樣,它們也可以反射太陽光的顏色,在平時我們只是看見普通的太陽光穿過天空,其實這束太陽光裡面含有紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等7種顏色,既然塵埃、冰晶、水滴能夠反射太陽光,為什麼只反射藍色呢?

陽光包含紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等7種顏色

那是因為在太陽光線裡面所包含的各種顏色光中,穿透力最強的顏色是波長最長的紅色光,由於它的穿透力最強,所以塵埃、冰晶、水滴都無法反射紅色光,而穿透力中等的橙色、黃色等顏色同樣可以很大一部分穿透大氣微粒照射到地面,而波長最短的藍色光穿透力最弱,在遇到塵埃、冰晶、水滴等物質的時候無法穿透它們,於是就通過這些物質反射向四周擴散開來,所以平時我們看到的天空大部分時間都是藍色的,那為什麼有時候天空又呈現紅色和灰色的呢?

血紅色的天空

天空出現紅色與兩個因素有關,一個是太陽距離,另一個是雲層和水汽較多。一般紅色的天空出現在傍晚,這個時候的太陽距離天空較遠,由於這個時候紅光穿透力最強,所以在遠距離上都能夠照射到雲層和水汽,此時,由於天空中存在很多的雲層和水汽,所以即使穿透力很強的紅色光也無法全部穿透它們,這個時候有一部分紅色的光被散射到周圍的天空,所以我們看到的天空就是血紅色的;而天空有時候是灰白色的,是因為在陰雨天或者霧霾天氣的時候,太陽光很弱,天空中充滿比平時更多的塵埃、冰晶、水滴,這個時候很多光線都無法穿透這些物質到地面,陽光主要反射的是這些物質的顏色,而這些物質本身就是灰色和黑色的,所以天空看起來是灰暗的。

灰暗色的天空

說完天空,再來說說海洋為什麼是藍色的,其實海洋呈現藍色和天空呈現藍色原理是差不多,當太陽光照射到海洋的時候,波長較長穿透力最強的紅色光、橙色光等光線直接從海水穿過去照射到海底,被深海海水或魚類生物吸收,而波長較短穿透力較弱的藍色光、紫色光等光線無法穿透海水,被海水阻礙後向四面八方散射開來,甚至有時候還會被海水反射回去,只有很少的藍色光被吸收,因此我們看到的海洋是藍色的,海洋越深的地方,反射的藍色光就越多,看到的海水也就越藍。

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