最通俗講述「天為什麼是藍色的?」

2020-12-06 紫驢

天為什麼是藍色的?廢話不多說,上來說答案:「因為太陽光經過大氣層的散射。」

好了,如果您看到這一句話就已經明白了,下面的就無須再看了。如果您沒明白,就再看看我的詳細解釋。

太陽我們都知道。很大,很熱,地球還圍著它轉圈。但是太陽還有一個特點,您可能不知道。太陽是一個黑體,它基本上只輻射電磁波而不反射電磁波。也就是說,其他星球的電磁波到了太陽上,基本不會反射給其他星球,太陽周邊的星球所獲得的的電磁波基本上只來自太陽。

電磁波是什麼,您可能還不清楚。我叭叭一通講,您也聽不進去。您只需要知道一點,光是電磁波的一種,這就足矣了。

那麼,到了這裡,我們先釐清了一個大前提,就是地球上的光基本來自太陽。

地球上方有大氣層,太陽光到達地球必然會穿過它。我們都知道,太陽光是有七種顏色的混合體。就如下圖所示,太陽光穿過三稜鏡,散射出七種光。那麼太陽光穿過大氣層,也必然會散射出光芒。大氣層不同於三稜鏡,它沒有三稜鏡那樣讓太陽光完美散射的條件,所以,大氣層所散射出的光,自然也不是七彩的。

那麼,為什麼大氣層散射出單單是藍色呢?這就要提到一個專有名詞「瑞利散射」。這個名詞也不難理解,就是一個名為「瑞利」的科學家,提出了一個散射公式。就是不同的光在經過介質時,由於介質的微小折射率變化,它讓不同的光散射能力有強弱之分。波長越長的散射能力越弱,波長越短的散射能力越強。

按理來說,紫光波長最短,散射能力也最強,天空應該是紫色的才對。但是決定天空顏色的還有一個條件,就是看光的能量。紫光的能量要大大弱於藍光,而波長的短度也只是稍稍領先藍光。所以兩相權衡之下,能量更大的藍光勝出了。

這裡,也給大家再普及一個小知識點,就是我們的近視鏡片,為什麼這麼多防藍光的產品?因為,藍光的能量最大,能量最大,也即輻射最大。

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