蓝天的颜色原理

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天空为什么是蓝色的,什么原理~

当太阳光通过空气时,波长较长的红色光透射力最大。当太阳光照射到大海上,红光、橙光这些波长较长的光,能绕过一切阻碍,勇往直前。它们在前进的过程中,不断被海水和海里的生物所吸收。而像蓝光、紫光这些波长较短的光,虽然也有一部分被海水和海藻等吸收,但是大部分一遇到海水的阻碍就纷纷散射到周围去了,或者干脆被反射回来了。我们看到的就是这部分被散射或被反射出来的光。

海水是什么。天就是什么颜色啊。成语不是有海天一色的说法。。。(在变也不可能出现其他颜色吧)😂

蓝天,其实是地球的大气层。中国基础教育与科普界主要沿用19世纪中叶英国物理学家丁铎尔(John Tyndall,1820-1893)的理论来解释“蓝天”出现的原因,尽管该观点后来被证实并不完全正确。
晴朗的天空是蔚蓝色的,这并不是因为大气本身是蓝色的,也不是大气中含有蓝色的物质,而是由于大气分子和悬浮在大气中的微小粒子对太阳光散射的结果。由于介质的不均匀性。使得光偏离原来传播方向而向侧方散射开来的现象,称为介质对光的散射。细微质点的散射遵循瑞利定律:散射光强度与波长的四次方成反比。当太阳光通过大气时,波长较短的紫、蓝、青色光最容易被散射;而波长较长的红、橙、黄色光散射得较弱,由于这种综合效应,天空呈现出蔚蓝色。
这是因为太阳光线射人大气层后,遇到大气分子和悬浮在大气中的微粒发生散射的结果。根据科学家的测定,蓝色光和紫色光的波长比较短,相当于“小波浪”;橙色光和红色光的波长比较长,相当于“大波浪”。当遇到空气中的障碍物的时候,蓝色光和紫色光因为翻不过去那些障碍,便被“散射”得到处都是,布满了整个天空。天空就是这样被“散射”成了蓝色。 丁铎尔散射
空气中会有许多微小的尘埃、水滴、冰晶等物质,当太阳光通过空气时,波长较短的蓝、紫、靛等色光,很容易被悬浮在空气中的微粒阻挡,从而使光线散射向四方,使天空呈现出蔚蓝色。中文世界中,大小权威的教育和科学网站,大多仍采用上述“标准答案”。
这个“天蓝”解释,基本上是19世纪中叶的水平。它是英国物理学家丁铎尔(John Tyndall,1820-1893)首创的。常称作丁铎尔散射模型。确实,“波长较短的蓝色光,容易被悬浮在空气中的微粒阻挡,……散射向四方”。但它并不是“天蓝”的真正原因。如果天蓝主要是由水滴冰晶等微粒的散射引起的,那末,天空的颜色和深浅,就应随着空气湿度的变化而变化。因为当湿度变化时,空气中水滴冰晶的数目会明显变化。潮湿地区和沙漠地区的湿度差别很大,但天空是一样的蓝。丁铎尔散射模型解释不了。到19世纪末叶,丁的天蓝解释已被质疑。
瑞利散射
1880年代,瑞利(John Rayleigh,1842-1919)注意到,根本不必求助尘埃、水滴、冰晶等空气中的微粒,空气本身的氧和氮等分子对阳光就有散射,而且也是蓝色光容易被散射。所以,空气分子的散射就可以作为“天蓝”的主因。
然而,各个分子有散射,不等于空气整体会有蓝色。如果纯净的空气是极均匀的,分子再多也没有“天蓝”。就像一块极平的镜子,只有折射或反射,而极少 散射。在均匀一致的环境中,不同分子的散射相互抵消了。就如在一个集体纪律超强的环境(如监狱)中,每个人的独立和散漫行为被彻底压缩。而“天蓝”靠的就是分子各自的独立和相互不干涉,或少干涉。
为此,瑞利假定,空气不是分子的“监狱”。相反,氧和氮等分子,无规行走,随机分布。瑞利由这个模型算出的定量结果,很好地符合天蓝的性质。1899年,瑞利写了一篇总结式的文章“论天空蓝色之起源”(J.Rayleigh,Phil.Mag.XLVII,375,1899),开宗明义就说:“即使没有外来的微粒,我们依旧会有蓝色的天”。“外来的微粒”即指丁铎尔散射所需要的。从此,丁铎尔的天蓝理论被放弃。瑞利散射成为“天蓝”理论的主流。
瑞利的天蓝理论虽然很成功,瑞利的分子无规分布假定,也有根据。然而,瑞利实质上还要假定空气是所谓理想气体,这是一个不大的,但也不可忽略的弱点。因为空气不是理想气体。
爱因斯坦理论
1910年,爱因斯坦最终解决了这个问题。爱因斯坦用当时刚刚发展的熵(混乱的度量)的统计热力学理论证明:那怕最纯净的空气,也是有涨落起伏的。空气本身的密度涨落也能散射,也是蓝色光容易被散射。密度涨落的散射,不多也不少,正好能产生我们看到的蓝天。如果空气是理想气体,爱因斯坦的结果就同瑞利的一样。所以,简单地说,天空蓝色之起因是:“空气中有不可消除的‘杂质’,即空气自身的涨落。密度涨落等对阳光的散射,形成了蓝天。”“天蓝”起源物理不是爱因斯坦首创,但最完整的理论是爱因斯坦奠定的。所以说,“天蓝”物理学,完成于1910年。
瑞利和爱因斯坦的“天蓝”理论,是普遍适用的。可以用来解释纯净空气中的“蓝天”现象,也可以用来解释纯净的水,纯净的玻璃等液体或固体中的“蓝天”现象。
高锟先生在他为“光纤通讯”奠基的第一篇论文(C.Kao,Proc.IEE,113,No.7,1966 2010)中引用的第一个物理公式,就是爱因斯坦的“天蓝”瑞利散射公式(即Einstein-Smoluchowski公式)。玻璃是凝固了的液体。即使最理想的玻璃,没有气泡,没有缺陷,玻璃中依旧有不可消除的‘杂质’,即玻璃本身的不可消除的涨落。在光纤中传播的讯号(光波),会被玻璃的涨落散射。“天蓝”机制,是光纤通讯讯号损失的一个物理主因。它是不能用光纤制造技术消除的。只能选择“不太蓝”的光,减低它的影响。




天空和云的颜色是如何形成的?
红色的指示灯在大雾里更容易被人看见,也是这个原理。 云的颜色与米氏散射有关。当微粒的直径与波长相当时,就会发米氏散射,散射强度与光波长的二次方成反比。相对于瑞利散射,米氏散射的强度要弱很多。云层本身比较薄,当阳光穿过云层时,各种色光的散射强度相差不大,所以云看起来就是白色的。当云层较厚时,阳光几乎不...

利用瑞利散射原理解释 天空为什么呈蓝色? 正午的太阳为什么基本上呈白色...
可见光的7种颜色中,偏向红色和黄色波长较长,容易在大气中发生衍射,更偏向波的性质,偏向蓝色紫色光波长较短,在空气中更像粒子性质,所以会在空气中被尘埃散射。所以,大气对光有吸收作用,但是蓝色的光会在大气中被尘埃多次散射,而偏红色的光被散射较少,所以天空看上去是蓝色的。正午太阳光在大气...

天为什么是蓝色的?
太阳光是由赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种光组成的。这七种光中青、蓝、紫波长较短,容易被空气分子和尘埃散射。

为什么天空会变颜色?
天空所呈现的颜色与大气对太阳光的散射有关。当太阳光通过大气遇到空气分子和微尘时,太阳光的一部分能量便以它们为中心,向四面八方散射开来,这种现象称为大气的散射。散射后的太阳光,一部分返回太空,一部分到达地面,一部分保留在大气中。假若空气分子直径小于太阳可见光波长,反之,则波长愈短,散射...

天为什么是蓝色的
太阳光是由赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种光组成的。这七种光中青、蓝、紫波长较短,容易被空气分子和尘埃散射。

用光学原理解释天为什么是蓝的朝霞晚霞为什么是红的?
这是因为太阳光线射人大气层后,遇到大气分子发生散射的结果。波长较短的紫、蓝、青色光波最容易被散射,而波长较长的红、橙、黄色光的透射能力较强,它们能穿过大气分子,保持原来的方向前进,很少被空气分子散射。散射用粒子说解释更合适,光同时是粒子,散射象粒子间的碰撞,散射后的方向向四面八方,...

天空为什么是蓝色的
太阳光是由赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种光组成的。这七种光中青、蓝、紫波长较短,容易被空气分子和尘埃散射。

天为什么这么蓝?
天空的颜色(也就是大气层的颜色)实际上是光谱中蓝色周围的合成颜色,称之为“蔚蓝”。如果没有大气层,太阳就是在漆黑的太空背景中一个非常耀眼的大火球,空间站的宇航员就能看到这样的景象,因为太阳光透过大气层失去了大部分光谱中的蓝色区域,透过大气层看太阳往往是黄颜色的。蓝色光与黄色光混合后...

天空为什么是蓝色的 ?
太阳光是由赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种光组成的。这七种光中青、蓝、紫波长较短,容易被空气分子和尘埃散射。

天为什么会是蓝色的
太阳光是由赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种光组成的。这七种光中青、蓝、紫波长较短,容易被空气分子和尘埃散射。

新宁县18998961797: 天为什么是蓝色的 是有什么构成的 -
皮贴酚磺: 在晴朗的天气里空气中会有许多微小的尘埃、水滴、冰晶等物质,当太阳光通过空气时太阳光中波长较长的红光、橙光、黄光都能穿透大气层,直接射到地面,而波长较短的蓝、紫、靛等色光,很容易被悬浮在空气中的微粒阻挡,从而使光线散...

新宁县18998961797: 为什么天空的颜色是蓝色的? -
皮贴酚磺: 首先了解光的工作原理,光从太阳传播时,像海浪一样上下移动,波长聚集在一起时,我们看起来好像是白色.

新宁县18998961797: 为什么天空是蓝色的? -
皮贴酚磺: 今天终于盼到了,坚持回答.1910年,是爱因斯坦最终解决了这个问题.爱因斯坦用当时刚刚发展的熵(混乱的度量)的统计热力学理论证明:那怕最纯净的空气,也是有涨落起伏的.空气本身的密度涨落也能散射,也是蓝色光容易被散射....

新宁县18998961797: 天为什么是蓝色的? -
皮贴酚磺: “蓝蓝的天空白云飘”.对这种美丽的景色,相信大家都有所感受.那么天空为什么是蓝色的?云为什么是白色的?对于这种奇妙的物理现象,并不是所有人都能说出原因.事实上,我们所观赏的这一美丽景象是天空中的大气分子、水滴、其他...

新宁县18998961797: 天空为什么是蓝色的啊 -
皮贴酚磺: 对这种美丽的景色,相信大家都有所感受.那么天空为什么是蓝色的?对于这种奇妙的物理现象,并不是所有人都能说出原因.事实上,我们所观赏的这一美丽景象是天空中的大气分子、水滴、其他微粒和阳光共同作用的结果. 一、空气和太阳...

新宁县18998961797: 天为什么会是蓝的? -
皮贴酚磺: 这是由于空气对太阳光散射造成的. 太阳光是广谱的,包含红外线、可见光、紫外线.它的能量集中于以黄色光为中心的可见光.可见光又可分成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等不同颜色.这些不同颜色的光线合在一起在我们的眼中产生了白色...

新宁县18998961797: 天空为什么是蓝色的?
皮贴酚磺: 当太阳光照射到地球的大气层时,蓝色光最容易从其他颜色中分离出来,扩散到空气中再反射出来.而其他颜色的光穿透能力很强,透过大气层照到地球上,于是我们看天空只能见到日光中的蓝色光.

新宁县18998961797: 天空为什么是蓝色的呢?
皮贴酚磺: —位英国物理学家罗德•瑞利(LordReileigh)在1871年揭开了蓝色天空的奥秘.他 发现,空气是天空会是蓝色的原因.围绕着地球周围覆盖有空气层,也就是大 气层,太阳光必须穿透大气层才能到达地球表面.太阳光是多种颜色的混合体,包括红色、 橙色、黄色、绿色、蓝色、紫色.当阳光穿透 大气层时,会被大气层中的微小粒子分解为各 种颜色,单个颜色会出现散射.但也不是所有颜色都会出现严重的散射现象.黄色和红色几 乎不会改变它们的轨迹,能够直接穿透到地球 表面.而蓝色是向各个方向散射得最厉害的颜色,就好像科学家们说的那样:完全散射了.当人们看到天空时,看到的不是完整的光束,而是向远处散射的蓝色.因 此天空看起来就是蓝色的了.

新宁县18998961797: 天空为什么会是" 蓝色"的?
皮贴酚磺: 大气本身是无色的.天空的蓝色是大气分子、冰晶、水滴等和阳光共同创作的图景.阳光进入大气时,波长较长的色光,如红光,透射力大,能透过大气射向地面;而波长短的紫、蓝、青色光,碰到大气分子、冰晶、水滴等时,就很容易发生散射现象.被散射了的紫、蓝、青色光布满天空,就使天空呈现出一片蔚蓝了.

新宁县18998961797: 从物理的角度讲天空为什么是蓝色的? -
皮贴酚磺: 我记得我曾经在书上看过,大概的意思是这样:大气中有许多微小的水滴之类的东西,当光线从大气外进来的时候,由于阳光由多个波段的光线组成,红光等长波段的光发生衍射,大部分透过大气,而像蓝光这样的频率高,波长短的光线就会在那些水滴等物质上发生散射,造成的结果就是天空是蓝色的.我知道的大概就这么多了,希望对你有帮助

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