天空為什麼是藍色？夕陽為什麼是紅色？

天空為什麼是藍色？夕陽為什麼是紅色？實際上這些都是物理現象，由於太陽光在穿過大氣層時，空氣分子會對陽光產生一種被稱為「瑞利散射」的物理過程，波長越短的光，被散射的越厲害，因此導致了天空整體呈現藍色，夕陽呈現紅色等現象。

實際上在瑞利散射被提出之前，人們普遍認為天空的顏色與丁達爾效應有關，說起丁達爾效應，不少朋友都應該有印象，中學化學課上就學過，人們用這個效應來區分溶液和膠體，當光線穿過膠體時，會在光線路徑上產生一條明亮的通路，而溶液則不會（背後的原因就是光在膠體內部發生了散射現象，雖然溶液也可以發生此現象，但過於微弱）。

因此當時的科學家為了解釋天空為什麼藍色這個問題，就將丁達爾效應強行應用到大氣上去，認為光線在穿過大氣層時，會遇到空中的塵埃、小冰晶、水珠等眾多的小顆粒，而陽光是一種複合光，在發生散射時，短波會更容易，而短波恰好對應的顏色是偏藍的，所以天空呈現藍色。（實際上對於塵埃、小冰晶等這些尺寸有些大的小顆粒，散射效應並不是很強，但理論上，散射現象也是存在的，因此從這個角度看來，用丁達爾效應解釋，也算說得過去）

不過按照這個理論來講，乾旱地區與潮溼地區的天空顏色應該會有明顯差異，因此不同地區所對應的大氣環境並不是完全一致的，大氣中的塵埃、小冰晶、水珠等數量都大有不同，因此如果用丁達爾效應解釋的話，不同的地區的人們所看到的天空顏色應該是不一致的，然而事實卻不是這樣，不論是乾旱、潮溼、嚴寒、酷暑，所有人看到的藍天基本都是一個色調，這又該如何解釋呢？

約翰·威廉·斯特拉特，瑞利男爵

直到瑞利散射被科學家發現，這個問題才得到了合理解釋。簡單來說，散射現象不僅出現在類似塵埃等小顆粒身上，對於氣體分子同樣會發生散射，並且散射量與波長的四次方成反比，或者說與頻率的四次方成正比。

那這樣導致的結果就是藍光更容易散射，考慮這樣一個場景，正午時分，太陽光穿過大氣照射到地面，由於瑞利散射，藍光在大氣層中四處傳播，最後再傳播到人眼中，於是天空自然就是成了藍色。

然而這個過程中太陽光經過的大氣厚度比較薄，因此藍光散射的不多，所以太陽本身包括四周的天空都不會顯示紅色，然而到了傍晚，太陽快落山時，光線穿過的大氣層比較厚，因此藍光散射的多，於是紅光就比較明顯了，這就是所謂的夕陽。

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