為什麼在地球上看天空是藍色的,而在月球看是黑色的?

2020-12-05 追夢的小學生

在上世紀70年代風靡全國的一套科普書《10萬個為什麼》,其中有一個問題,就是天空為什麼是藍色?這是一個大家很感興趣的問題,這本書裡面提供的標準答案是:空氣中會有許多微小的塵埃、水滴、冰晶等物質,當太陽光通過空氣時,波長較短的藍、紫、靛等色光,很容易被懸浮在空氣中的微粒阻擋,從而使光線散射向四方,使天空呈現出蔚藍色。

但是,這個答案是二百年前的解釋,來自於英國物理學家丁鐸爾,稱作丁鐸爾散射模型。但事實並非如此:

我們見到的太陽光,也就是可見光,波長約為400納米~700納米。而空氣中的微粒,相比波長而言,要大得多,簡直就是龐然大物。即使是我們知道的已經非常細小的霧霾顆粒,PM2.5,直徑小於等於2.5微米的顆粒物,2500納米,是波長的3-6倍,遠遠大於可見光的波長。當陽光遇到這些微粒時,光線會向不同的方向反射。所以,空氣中的微粒可以阻擋太陽光,霧霾天的時候,你看到的是灰濛濛的一片,遮天蔽日。

那麼,天空為什麼是藍的呢?其實,空氣中除了灰塵、水滴和霧霾顆粒之外,還存在大量比可見光波長更小的氣體分子,比如,地球大氣的主要成分氧氣和氮氣,這些氣體分子的直徑為0.3納米左右。光線遇到這些氣體分子的時候,一些光子被吸收,之後釋放出另一些光子。雖然,所有顏色的光子都會被吸收,但波長較短(偏藍)的光子,比波長較長(顏色較紅)的光子,更容易被吸收。這個過程被稱為瑞利散射,以19世紀70年代英國物理學家約翰·瑞利爵士的名字命名。

所以,天空為什麼是藍色的,原因是空氣中的大量氣體分子對光線的瑞利散射引起的。這個答案早就被改寫了。

再來看月球上的天空為什麼不是藍色的,而是黑色的,原因在於月球上是高度真空,沒有氣體分子,也就沒有瑞利散射。從月球上看星星,星星不會一閃一閃,因為邊緣很清晰,所以看起來也要小得多,就像針尖那樣銳利,肉眼反而不容易識別。而且在月球上的白天,月球表面的光線很亮,這些針尖狀的星星相比之下非常暗弱,銀河也沒那麼壯觀。

不管是白天還是黑夜,從月球上看星空,都是一片漆黑。

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  • 為什麼月球上看天空是黑色的,而且星星不眨眼?
    有小夥伴看了之前的文章會有這樣的疑問,為什麼我們看到的天空是藍色的,而在其他星球上拍攝到的照片看到的都是黑漆漆的天空?在這裡我就不抖機靈的告訴你們因為是晚上觀察的緣故了,其實,是因為我們地球特殊的大氣層,也就是說如果把我們的大氣層丟掉,我們看到的天空也是漆黑一片。
  • 從月球上看地球,為什麼會讓人感到恐懼?
    但他們之中的大多數都是在400公裡高的近地軌道上飛行,那裡離地球還不夠遠,無法一眼望到整個地球。  迄今為止,只有飛到過月球的阿波羅太空人在前所未有的角度親眼看到地球。而真正站在月球表面上看過地球的人類僅有12位,他們都是半個世紀前踏上月表的阿波羅太空人。
  • 天空為什麼是藍色
    藍天,是我們每個人對天空最真實的描述和最好的讚美,可是天空,為什麼會是藍色,而不是其他什麼顏色,這個問題是一個光學物理問題。說到光學物理問題,不要覺得有多深奧,其實科學理論就是對生活問題最佳的總結。也是理解天空為何是藍色的一個關鍵。不同的光,其本質就是不同的能量組合,其頻率、波長也就不同。由紅到紫,波長逐漸變短,能量逐漸升高。根據阿波羅登月紀錄片中的描述,月球的天空漆黑一片,同樣是天空,為何地球是藍色,而月球為黑色?
  • 為什麼從地球上看月球周圍是亮的,而從月球上看地球周圍是暗的?
    簡單來說,這是因為地球有大氣,而月球沒有大氣所造成的不同現象。大氣的存在會造成光的散射,所以在地球上看月球與在月球上看地球是會有不同的現象。地球被一層大氣覆蓋著,來自太空中的光在穿過大氣層時,就會被其中的氣體分子以及其他顆粒所散射。
  • 為什麼在地球上能夠看到星星, 而月球上看太空卻什麼都看不到呢?
    在月球上什麼也看不到是不正確的。那滿天星鬥為誰明?在月球上看到的星星更多更明更亮。因為月球沒有大氣層,在地球,一些遙遠星系發出的光線被大氣層幹擾.吸收,人們便觀測不到。但在月球上就可以看到了。請你做一個實驗:選擇一個滿天星鬥的夜晚,然後站在一盞強光燈下再看天空,你看到的就是和在月球上拍的照片上一樣的黑沉沉的沒有星星的天空。地球就是照在月亮上的聚光燈。另外,白天你為什麼看不到星星呢?不就是因為太陽光太強了嗎?
  • 從月球上看地球,是怎樣的一幅情景?為什麼有人說會恐懼?
    從月球上看地球,是怎樣的一幅情景?為什麼有人說會恐懼?月球是我們最為了解的一顆星球,因為它是地球的唯一一顆衛星,也是人類唯一踏足過的一顆星球,在上個世紀美國的阿波羅計劃,讓人類第1次站在月球上開始眺望我們所生活的藍色星球。
  • 為什麼外太空那麼暗,地球天空五顏六色,月球卻總是黑的?
    如果你不是一個習慣早起的人,那麼你可能會比較喜歡住在月球或外太空上,拋開缺氧問題不談,全天候的夜空,聽起來還蠻誘人的吧。但這不禁讓我疑惑為什麼地球上有那麼充足的光,但一旦離開了地球,就幾乎都沒有光了呢?你可能以為地球上白天是亮的,而晚上則是暗的,是因為地球以地軸自轉,而太陽照亮了半個地球的關係。這只是部分原因,但整體原因其實更為複雜。
  • 在地球上看月亮像白玉盤,那在月球上看地球,又是什麼樣子的呢?
    每當夜晚降臨的時候,只要不是陰天,我們都能看到天空上懸掛著的皎潔的明月,漆黑的夜晚就有了一些朦朧的光線。很多人都說是月亮照亮了夜行的人前進的路,其實這是不正確的說法,因為月亮是地球的衛星,它不會發光,只有恆星會發光,而我們看到月亮會發光,只不過是因為月亮發射了太陽的光線。
  • 為什麼有人說:從月球上看地球會讓人感到恐懼?到底在害怕什麼?
    美國的阿波羅計劃讓人類得以首次在月球上眺望我們生活的藍色星球,這也是我們目前唯一一次在宇宙中的另外一顆星球上回望地球。那為什麼說從月球上看地球會讓人感到恐懼呢?我想其實更多的是一種震撼和壓抑。從地球上看月球是我們每個人都經歷過的景象,但是在整個人類中只有12個人從月球上有幸看到過地球的樣子,那麼兩者之間有啥區別呢?
  • 月球上看地球周圍一片漆黑,為什麼地球上看月球周圍有發光
    因為地球上有空氣散射月球反射的太陽光,這個跟白天天空散射太陽光是一樣一樣的。雖然原理一樣,視直徑也差不多,但由於月球反射的太陽光無論從強度還是頻率上與太陽都不可同日而語,強度不用說了,月球表面的太陽光反射率只有10%不到,平均是7%左右,而反射到地球的更是少之又少。
  • 在月球上看地球,地球的陰晴圓缺要比月球的美太多
    前不久,中國的天問一號火星探測飛船發回了地球和月球的合影,合影中地球和月球都是月牙形狀的。星球被太陽照射到的部分在視野中呈現為月牙形,沒有被照射的地方就是黑色的,和黑色的背景混在一起。用望遠鏡觀察金星、木星等太陽系內的星球時,也能看到它們的陰晴圓缺。
  • 科普:夜晚的「天空」為什麼是黑色的?
    今天我們來了解一下天空是什麼顏色的?所有精神正常的人都會回答,白天沒有霧霾,那麼就是藍色的,而晚上的天空是黑色的。俗話說得好,黑夜給了我黑色的眼睛,而我卻用它來翻白眼。有些問題雖然結論很簡單,可是一旦想的複雜了,這個問題也會變得很複雜,而且其中還蘊含了很多奧秘。咱們首先來解決為什麼夜空是黑色的這個問題。
  • 科普:夜晚的「天空」為什麼是黑色的?
    天上不會掉知識,擼起袖子加油學今天我們來了解一下天空是什麼顏色的?所有精神正常的人都會回答,白天沒有霧霾,那麼就是藍色的,而晚上的天空是黑色的。這似乎是一個非常簡單的問題嘛,連小孩都會輕易回答得出來,這也是一個最基本的常識。
  • 在月球上看地球,地球會有多大?又有多亮?
    同樣的,在月球上看地球,地球也會因為反射太陽光而發光,並且也有各種「地相」,下圖為1969年7月阿波羅11號在著陸前拍攝到的地球照片,我們可以看到地球有一部分隱藏在陰影中。(圖片來源:NASA)太陽的直徑高達1.392 x 10^6公裡,月球直徑卻僅為3476公裡,然而在我們的眼裡,太陽和月球的大小卻幾乎是一樣大,為什麼會這樣呢?
  • 為什麼說在月亮上看不見星星呢? 月球和地球不一樣嗎?
    在月亮上看星星,那要看你在月亮上什麼位置來定。如果你在地球上看月亮是亮的地方,那就看不到星星,月亮上亮的地方就是太陽照到的地方,太陽和星星光線對比太大,所以就看不到星星。首先,人類在月球上拍過的圖片顯示,能看到一個好大的地球,對於月球來說,地球就是星星。
  • 站在月球上看地球,有什麼恐怖之處?
    月球是我們非常熟悉的天體,它把太陽光反射到地球上,我們在地球上很容易看到它。如果從月球上看地球會是怎樣的景象呢?為什麼有人會說從月球上看地球會感到恐懼呢?雖然阿波羅飛船每次都能載三位太空人,但有一位太空人要留守在繞月飛行的指令艙/返回艙上,所以每次登上月球的太空人只有兩位。也就是說,前後共計12位太空人踏上了月球土地,他們都在月球上親眼看到過地球。地球的半徑大約是月球的3.7倍,所以從月球上看到的地球會顯得很大,「滿地」的視面積相當於滿月的14倍。而且在月球上會看到奇特的現象,地球在空中不會升起,也不會落下。
  • 從月球上看地球,除了震撼感之外,還有另外一種神奇的感覺!
    地球是一個藍色的星球,當初美國的阿波羅計劃,讓人類成功登上了月球,在月球上看我們生存的地球,是多麼的震撼,人類也再次對宇宙有了更深的了解,很多人都迫切想去月球上看一看,其實月球並沒有我們想像中的那麼好,尤其在月球上看地球會產生一種莫名的恐懼感,這到底是為什麼呢?
  • 為什麼地球上的天空和海洋都是藍色的?科學家的回答讓人意外
    從太空看,地球總是被描述為一個淡藍色的點。但只有海洋才呈現這種深淺不一的藍色。大陸,雲層和冰蓋根本不呈現藍色。是海洋,而不是大氣給予地球這樣的外表膚色。數千年中,人們被迫簡單地接受世界的這些屬性來作為事實。但隨著現代科學的進步,我們理解了它們呈現藍色的原因。
  • 天空為什麼是藍色的?紅月亮又是怎麼回事?
    我們小的時候也許都問過家長:天空為什麼是藍色的?這個問題恐怕大多數家長都回答不出來。當我們長大了變成家長了,孩子們又要問我們這個問題,這仿佛成了一個千古難題。在湖南衛視《天天向上》欄目裡,汪涵是這樣回答的:「天空是藍色的,因為大海是藍色的。大海是藍色的,因為海裡面有魚,魚會吐泡泡,blueblueblue,就把海染藍了。」
  • 天空為什麼是藍色的呢?
    天空為什麼是藍色的