天气晴朗天空才会蓝色

天气晴朗的时候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。

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，从而使光线散射向四方，使天空呈现出蔚蓝色。
实际上发生散射的蓝光只是一小部分，大部分没有遇到微粒的蓝光、紫光还是直接射到了地球上，所以射到地球上的白光中仍然是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
当大雨过后，你是否注意过天会更蓝，越是晴朗的天气，天越蓝，这是因为这样的天气里，空气中的尘粒、小滴、冰晶的数量会很多。

地球上空，包着一层厚厚的大气层。空气是没有颜色的，那蓝色是从哪儿来的呢？难道是有人染上去的？对！是 "染"上去的，是太阳光"染"上去的。

大气层中，红光跑得最快，一下子穿过去了；跟着，橙、黄、绿光也闯了过去；蓝、靛光的大部分却被大气层扣留住了，它们被大气层里的浮尘、水滴推来搡去，反射来反射去，结果把大气层 "染"成蓝色了。

在地面上看天空，天空是蓝色的；要是坐在飞机上看天空，天空就更蓝了；如果坐在宇宙飞船上看天空，天空就是紫色的了。因为最弱的是紫光，它们大多数连大气层的头道门都进不来呢。

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。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和微粒，保持原来的方向前进，很少被空气分子散射。对下层空气分子来讲，主要是蓝色光被散射出来，因而天空呈蔚蓝色。
天空的蓝色只是在低空才能看见，随着高度的增加，由于空气越来越稀薄，大气分子的数量急剧减少，分子散射出的光辉逐渐减弱，天空的亮度越来越暗，到20千米以上的高度，散射作用几乎看不出来，天空就成黑色的了。

为什么天空是蓝色的?

1859年。科学家泰多尔首先发现蓝光要比红光散射强得多，这就是“泰多尔效应”。几年之后，科学家瑞利更详细地研究了这种现象，他发现散射强度与波长的4次方成反比。后来，更多科学家称这种现象为“瑞利散射”。

当时，泰多尔和瑞利都认为天空的蓝色是由于空气中有小的粉尘微粒和小水滴所致，这些小的粉尘微粒和小水滴就类似于水中的牛奶悬浮颗粒。即便今天，也有许多人这样认为。事实上并非如此，如果天空完全是由于小的粉尘微粒和小水滴引起的，那么天空的颜色将随着湿度而变，事实上天空的颜色随着湿度的变化非常小，除非下雨或者乌云密布。后来科学家猜测用空气中的氮气和氧气分子足以解释天空中的“泰多尔效应”。这种猜测最终被爱因斯坦所证实，他对这种散射效应作了详细的计算，并且计算结果与实验相符合。

我们所看到的蓝天是因为空气分子和其他微粒对入射的太阳辐射的可见光进行选择性散射的结果。散射强度与微粒的大小有关。当微粒的直径小于可见光波长时，散射强度和波长的4次方成反比，不同波长的光被散射的比例不同，此亦成为选择性散射。当太阳光进入大气后，空气分子和微粒(尘埃、水滴、冰晶等)会将太阳光向四周散射。组成太阳光的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫7种光中，红光波长最长，紫光波长最短。波长比较长的红光透射性最大，大部分能够直接透过大气中的微粒射向地面。而波长较短的蓝、靛、紫等色光，很容易被大气中的微粒散射。以入射的太阳光中的蓝光(波长为0.425μm)和红光(波长为0.650μm)为例，当光穿过大气层时，被空气微粒散射的蓝光约比红光多5.5倍。因此晴天天空是蔚蓝的。但是，当空中有雾或薄云存在时，因为水滴的直径比可见光波长大得多，选择性散射的效应不再存在，不同波长的光将一视同仁地被散射，所以天空呈现白茫茫的颜色。

如果说短波长的光散射得更强，你一定会问为什么天空不是紫色的。其中一个原因就是在太阳光透过大气层时，空气分子对紫色光的吸收比较强，所以我们所观测到的太阳光中的紫色光较少，但并不是绝对没有，在雨后彩虹中我们很容易观察到紫色的光。另外一个原因和我们的眼睛本身有关。在我们的眼睛中，有3种类型的接收器，分别称之为红、绿和蓝锥体，它们只对相应的颜色敏感。当它们受到外界的光刺激时，视觉系统会根据不同接受器受到刺激的强弱重建这些光的颜色，也就是我们所看到物体的颜色。事实上，红色锥体和绿色锥体对蓝色和紫色的刺激也有反映，红锥体和绿锥体同时接受到阳光的刺激，此时蓝锥体接收到蓝光的刺激较强，最后它们联合的结果是蓝色的，而不是紫色的。

天空为什么是蓝的？原因并不像常见回答中所说的，是因为“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。”

与可见光的波长（约400纳米~700纳米）相比，空气中的尘埃、水滴等微粒远远大于阳光中的可见光波长，因此当阳光遇到这些颗粒物的时候，它们会向不同的方向反射。但是，这样的反射对于不同波长（或者说不同颜色）的光来说，效果都是相同的。换句话说，尘埃等颗粒物反射出来的，仍然是包含所有颜色的白光。如PM2.5即空气中悬浮着的尺度≤2.5微米的颗粒物造成的污染，所以当空气污染指数很高的时候，天空会是白茫茫的一片。

那天空为什么是蓝色的呢？实际上，空气中确实存在大量尺度比可见光波长更小的微粒就是空气中的多种气体分子，比如氧气和氮气分子的“直径”都是0.3纳米左右。遇到这些气体分子的时候，有些光子就会被吸收。一段时间之后，分子又会释放出另一个光子。放出的光子跟吸收的光子颜色相同，但是方向变了。虽然所有颜色的光子都会被吸收，但频率较高（即颜色较蓝）的光子比频率较低（颜色较红）的光子更容易被吸收。这个过程被称为瑞利散射，是以19世纪70年代最先描述这一过程的英国物理学家约翰·瑞利爵士的名字命名的。

那么，蓝色光更容易与空气分子发生瑞利散射，又怎么会产生蓝天呢？先做个简单的假设，如果不存在任何空气，天会是什么颜色？虽然我们大多数人都没有上过太空，但从阿波罗登月的纪录片中可以看到，月亮上哪怕太阳当空照，天空仍然是黑色的。原因如下图：

由于空气中存在瑞利散射，情况就完全不同了，阳光在大气的传播途中，偏蓝色的光更容易发生瑞利散射而被偏折到了与阳光原来传播的方向不同的方向上。于是，我们就算不直对着太阳看，而是朝天空中的其他方向上看，也总有被空气分子散射的光子（更多的是蓝光）射入我们的眼睛，于是就看到了蓝天。就如下图所示：

另外附上“瑞利散射”百科词条http://baike.baidu.com/view/421229.htm，供感兴趣的同学继续阅读。

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调兵山市15816648911： 因为天气晴朗,天空才会变成蓝色的吗? - ？
谯婷联邦： 在均匀的介质中,光都是以直线传播的.当光在空气中传播时,不可避免要遇到空气中的气体分子和其他微粒.这些微粒对光有吸收、反射和散射等物理作用,正是这些物理作用使得晴日里天空成为蔚蓝色. 正确解释天空为什么是蓝色始于...

调兵山市15816648911： 天空晴朗的时候为什么是蓝色的???? - ？
谯婷联邦： 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.

调兵山市15816648911： 在晴朗的天气,为什么天空是蓝色的? - ？
谯婷联邦： 大气和尘埃反射太阳光中的蓝光.

调兵山市15816648911： 天气晴朗时,天空为什么是蓝色的?？
谯婷联邦： ①天气晴朗时仰望天空,地球好像被一个蓝色的大圆顶所覆盖. ②天空之所以呈蓝色,是因为阳光射入地球大气层时起了变化. ③阳光与微小的空气分子碰撞,便散射开来.散射开的光有多种颜色,这些颜色的组合便是蔚蓝色. ④有时日落时天空呈红色.这时的阳光在天空中以较低的角度射来. ⑤太阳在天空下落时,其光线穿过更多的空气,于是波长较长的橙色和红色也散射开来.日落时,波长较短的蓝色光不能穿透大气层,所以蓝光就看不见了. ⑥站在一块地势平展的地方极目四望,天空好像处处都与地球交接.交接处叫地平线. ⑦无论你往哪个方向看,地平线与你的距离总是等长. ⑧无论你在何地,地球表面总是向下弯的,弯向远方;那是人们目力不及之处,这便是地平线.

调兵山市15816648911： 晴朗的天空为什么会是蓝色?？
谯婷联邦： 1、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.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和微粒,保持原来的方向前进,很少被空气分子散射.对下层空气分子来讲,主要是蓝色光被散射出来,因而天空呈蔚蓝色. 2、天空的蓝色只是在低空才能看见,随着高度的增加,由于空气越来越稀薄,大气分子的数量急剧减少,分子散射出的光辉逐渐减弱,天空的亮度越来越暗,到20000米以上的高度,散射作用几乎看不出来,天空就成黑色的了.

调兵山市15816648911： 当天空晴朗的时候 ,天为什么是蓝色的? - ？
谯婷联邦： 谁都知道天是蓝色的,但是却不一定人人都知道为什么是蓝色的. ...

调兵山市15816648911： 天气晴朗时,天空为什么蓝色的？
谯婷联邦： 当大雨过后,你是否注意过天会更蓝,越是晴朗的天气,天越蓝,这是因为这样的天气里,空气中的尘粒、小滴、冰晶的数量会很多.

调兵山市15816648911： 有谁知道:天气晴朗的时候,为什么天空看上去是蓝色的? ？
谯婷联邦： 有点长,但请认真看... 因为光所必须穿透的空气由很多很多微小的微粒组成.... 如果你向天空看去,你主要看见的是阳光中被散射的蓝色的光,而不是未经散射的阳光...

调兵山市15816648911： 只有晴朗天气天空才是蓝的 - ？
谯婷联邦： 一、为什么晴天天空是蓝色的1、太阳射向地球表面的光由七种颜色组成:赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫.2、这七种颜色的光波长不一样,穿过大气层时,太阳光中的蓝色光的散射特别明显,其它颜色的光则顺利穿过大气层.3、因此.我们看到天空的颜色就是被大气层散射的光的颜色---蓝色.二、为什么阴天天空不是蓝色的天气阴沉时,光的颜色被吸收了,所以看破不到蓝天.希望帮到你.