天空为什么是蓝色?
天空显蓝色是因为对太阳光的散射作用,使我们看到的天空呈现蓝色。地球表面被大气包围,当太阳光进入大气后,空气分子和微粒会将太阳光向四周散射。大海显蓝色是因为海洋对于太阳中的蓝光的吸收不够,然后被海水反射形成我们眼中所看到的蓝色的大海。
散射是被投射波照射的物体表面曲率较大甚至不光滑时,其二次辐射波在角域上按一定的规律作扩散分布的现象。
扩展资料:
散射的基本形式如下:
1、光线通过有尘土的空气或胶质溶液等媒质时,部分光线向多方面改变方向的现象。叫做光的散射。超短波发射到电离层时也发生散射。
2、两个基本粒子相碰撞,运动方向改变的现象。
3、在某些情况下,声波投射到不平的分界面或媒质中的微粒上而不同方向传播的现象,也叫乱反射。
参考资料:百度百科-散射
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。
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。
天空之所以是蓝颜色的,是因为太阳光是七种光组成。七种光中波长较短的是青、蓝、紫,光波较的最容易被空气分子与空气中的尘埃散射,所以阳光通过大气层时其中的青、蓝、紫三种光大部分被散射。大气层中紫色几乎看不到,因为紫色光在被散射的同时大部分也被吸收,而且人类的眼睛对紫色也并不敏感。
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,我们称之为“蔚蓝”。
扩展资料:
天空的表现形态多种多样,它在承载人类认识速度最快的光,变化无常的它是人类最原始的创意启蒙者。
各种各样的形态通常用天气来表达,天气是指某一个地方距离地表较近的大气层在短时间内的具体状态。而天气现象则是指发生在大气中的各种自然现象,即某瞬时内大气中各种气象要素(如气温、气压、湿度、风、云、雾、雨、闪、雪、霜、雷、雹、霾等)空间分布的综合表现。天气过程就是一定地区的天气现象随时间的变化过程。
各种天气系统都具有一定的空间尺度和时间尺度,而且各种尺度系统间相互交织、相互作用。许多天气系统的组合,构成大范围的天气形势,构成半球甚至全球的大气环流。天气系统总是处在不断新生、发展和消亡过程中,在不同发展阶段有其相对应的天气现象分布。
参考资料:百度百科:天空
天空为什么是蓝色
我们看到的天空,经常是蔚蓝色的,特别是一场大雨之后,天空更是幽蓝得象一泓秋水,令人心旷神怡,跃跃欲飞。天空为什么是蔚蓝色的呢?
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。
天为什么是蓝的,而不是绿的或红的呢?
首先你得明白一个道理:我们周围的事物之所以显现出颜色来,仅仅是因为阳光照射着它们。虽然阳光看上去是白色的,但是所有的颜色:赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫,在阳光里都存在。
天空里有这么多颜色,为什么我平时看到的只有蓝色呢?你可能会问。
如果你把光线设想为波浪,你就会猜破这个谜了。光其实是像一个波浪那样在运动的。我们来设想一下一滴雨落在一个水洼里的情景。当这滴雨落到水面上时,就会产生小波浪,波浪一起一伏地变成更大的圈,向着四面八方扩展开去。如果这些波浪碰上一块小石子或一个别的什么障碍物,它们就会反弹回来,改变了波浪的方向。
而阳光从天空照射下来,一样会连续不断地碰到某些障碍。因为光所必须穿透的空气并不是空的,它由很多很多微小的微粒组成。其中百分之九十九不是氮气便是氧气,其余则是别的气体微粒和微小的漂浮微粒,来源于汽车的废气、工厂的烟雾、森林火灾或者火山爆发出来的岩灰。虽然氧气和氮气微粒只是一滴雨水的一百万分之一,但是它们也照样能阻挡阳光的去路。光线从这些众多的小“绊脚石”上弹回,自然也就改变了自己的方向。
可是那么多颜色的光改变了方向,为什么只有蓝色被看到呢?你可能还是不明白。
我们还得回到刚才说的那个水洼里。
水洼里,小的波浪遇到小石子的话,水面便被搞得混乱不堪;但如果是一个“巨浪”,像你用手在水洼边掀起的那种“巨浪”,它就有可能干脆从石头上溢过去,并畅通无阻地到达水洼的对面边缘。那么,就像有大波浪和小波浪一样,各种各样颜色的光波也有不同的“波浪”,也就是波长:不过它们可不像水波的波浪,用肉眼是看不出它们的大小的,因为它们小得难以想像,只是一根头发的一百分之一!得用很灵敏的测量仪表才可以精确地测定出来。
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,布满整个天空—天空,就是这样被“散射”成了蓝色。
发现这种“散射”现象的科学家叫瑞利,他是在130年前发现的,他也是诺贝尔奖获得者。
用“散射”现象,你就可以解释下面这些天象了:
比如在你头顶的天空是蓝色的,可是在地平线—天地相接的地方,天空看上去却几乎是白色的。为什么?就是因为阳光从地平线到你这个地方比起它直接从空中落下来,需要在空气中走的路程要远得多—而在一路上它所擦过的微粒子也自然就要多得多。这些大量的微粒子就这样多次散射出光,所以它显得白中透着淡蓝。建议你做一个小实验来验证一下:拿一杯水,把它放在一个黑暗的背景里,放进一滴牛奶,再拿一只手电筒照射杯子的一端,并靠近它,手电筒的光在水中即会显现出淡蓝色。如果你往水里放进的牛奶越多,水就越白,因为光一再地受到这些众多的牛奶微粒的散射,结果就是白色的。道理跟在地平线上空是白色的一样。
太阳落山时的傍晚,天空不显现蓝色而显现红色,正在下落的太阳也变成暗红色,也是一样的道理。由于傍晚的光在照射到你这个地方的路上所遇到的众多的微粒,使得阳光中的紫色的和蓝色的部分往四面八方散射开去,仅留下一点点使你的肉眼看得见的橙红色光线—因为它们的波长长、“波浪大”,翻过了路上的障碍。
不过,细心的你会发现,天穹在落日后也还会在一段时间内呈现深蓝色。这也曾经是科学家们关心的一件怪事,不过几个物理学家已经在50年前揭开了这个谜:导致黄昏时天空的蓝色,是一种特别的物质。这种特别的物质在离地球表面20至30公里的高空处聚集成厚厚的一个层面,叫臭氧层。这种气体对正在下落的太阳光起到像颜色过滤器那样的作用:它截获太阳光中的黄色和橙色的部分,却几乎无阻拦地让蓝色的部分通过。当最后的少许光消失时,所有的颜色才消失在黑暗的夜色中。
臭氧不仅导致黄昏的蓝色天空,还吞下一种你无法看见的特殊的光线:紫外线的光,或称紫外线。你一定曾经听说过,紫外线对所有的生物(当然也包括对你)有多么危险。如果它在你的裸露的皮肤上照射得太长久,你就会得晒斑。臭氧层到处都有足够的厚度能截获尽可能多的紫外线:这对于我们这个星球上的全体生命来说,是极其重要的。
可惜,在今天,这个生命攸关的保护层在许多地方都已经变薄了,在南极上空甚至已经形成了一个大的空洞。而破坏臭氧的凶手就是“氟里昂”—一种人们用来喷洒护发摩丝或用在冰箱和空调上制冷的物质。这是一种对臭氧层特别有害的物质,所以许多国家已经不再使用这种“臭氧杀手”了。
今天我们学到了为什么我们眼中的天空是蓝色的。其实从地球以外望过来也是一样:覆盖我们地球三分之二面积的海水也散发着蓝光,陆地上虽然有土地的褐色或森林的绿色,然而上空却总是蓝色的—从宇宙中看来,整个地球都被裹着一块轻柔的蓝色面纱。从大气层外看见过地球的天文学家报道过这一情况。
所以地球被称做“蓝色星球”是完全正确的。它那独特的蓝色,就是生命的颜色。
当我们思考“天空是什么颜色的?”,其实包括了2个子问题:
1、为什么会有颜色?
2、为什么天空会有颜色?一、为什么会有颜色
颜色,与光是密不可分的。简单来说,我们看到的物体,要么本身发光,要么本身不发光,反射太阳光。 我们早已了解,光是一种电磁波,因为有波动性,所以有波长跟频率。无论是本身发光,还是反射太阳光,最终我们能看到颜色,有“颜色”的概念,本质上,都是不同波长(频率)的色光,通过眼睛,在大脑中引发的一种主观感受。
本身发光的物体,发出的光有自己确定的光波频率 (或波长);本身不发光,反射太阳光的,就要考虑太阳光的性质。太阳光是可见光,波长大致在390nm-780nm间。可见光根据波长范围进一步细分,就划分出可见光谱,简单大体分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫色光,但我们知道各种色光的波长是一个范围,在光谱区域上是一个波带,所以有更多的过渡色泽。太阳光接触某个物体,要么被反射,要么被吸收,要么就通过。全反射如白墙,部分反射如绿叶(反射绿光,吸收除绿光外其余的可见光),全吸收如黑色物体,全通过如透明玻片。什么色光被反射(或散射),取决于物体尺度与色光波长比。色光波长与物体尺度越接近,越容易被反射(或散射)。比如香烟的烟雾呈蓝色,是因为烟雾中的粒子小到与蓝光的波长大致相当,蓝光被散射与“分离”出来。
所以,所谓颜色,无非是不同波长(频率)的色光,在人脑中的主观感受。而不同波长(频率)的色光,要么是自有的(光源),要么是散射太阳光后被“分离”出来的。
二、为什么天空有颜色
顺着上面的思路,天空本身不发光,那么天空有颜色,必定也是散射\吸收太阳光后“分离”出的色光,在天空背景留下,通过眼睛,在大脑中引发的主观感受。那天空中的什么散射了太阳光?答案是大气层、水滴、沙粒、细尘等等,尤以大气层为主。大气层有什么?空气分子,如氮、氧、二氧化碳等。散射,本质上是由于光波的波动不容易绕过和它们大小差不多的障碍物。比如,碰到与蓝光波长接近的分子,则蓝光被散射多,而波长大于它的(比如红光),则可以把分子遮掩住,几乎不受分子影响,继续传播。所以,波长比分子尺度长得多的光波被散射的机会较少。
极端化假设一下:
1、如果没有大气层(也不考虑诸如水滴、沙粒、细尘等),太阳光几乎不发生散射,那从星球表面看天空背景,将是一片漆黑;
2、如果大气层很厚,太阳光中绝大部分,都被层层散射回太空,仅有波长最长的部分色光(如红光)有机会到达低层大气层并发生散射,那从星球表面看天空背景,可能会是红色的;
3、如果大气层非常之厚,太阳光完全被散射回太空,都没机会照到低层大气,那从星球表面看天空背景,又将是一片漆黑;但如果上升到不同大气高度,由于有部分太阳光到达并发生散射,可能天空背景颜色又不一样了。所以,当我们问:“天空是什么颜色的?”,其实也隐含了一个观察高度的问题。大气厚度不同,可见光散射掉的比例不同,所以,从不同的高度(星体固体表面、大气层某个深度)看天空,可能颜色不一样。
实际是如此吗?
比如水星、地球的月亮,以及其他行星的大多数卫星,都是小星体,重力微弱,不能保留自己的大气,于是大气会慢慢地向太空流散。这样一来,近乎真空的空间会延伸到它们的表面。太阳光在传播途中既不被散射,也不被吸收,会毫无阻拦地射到它们的表面。这些星体的天空是漆黑的,甚至在正午也是这样。
比如火星,比地球小,拥有的大气稀薄得多(它表面的气压,大致与地球的平流层达到的高度处的气压相等),可见光几乎不发生散射,或只散射短波长的紫光,因此似乎可预见,火星的天空是漆黑的或深紫色。但由于火星表面大部分是沙漠,偶尔有剧烈的沙暴,把地面上的细小沙尘吹到高空。沙尘要过好久才会落下来。在天空完全变清之前,又一次沙暴出现了。几乎在每一个火星年中,都会发生全球性的或接近全球性的沙暴,铁锈色的沙尘经常悬浮在火星的天空中,所以,从火星表面看天空背景,是铁锈色的。(1976年7月,美国的“海盗1号”着陆器(在这颗红色行星上成功着陆的第一艘太空飞船)首次从火星表面拍摄照片,经过校正后,得到了从火星表面看天空背景,是介于赭色与粉红色的。)
比如金星,大气层厚度大约为地球的90倍(二氧化碳占97%以上,高处云层中还含有大量的硫成分),基本上大部分色光都不会射到金星表面,而射到表面的光线应是非常红的,天空就像地球上落日景色那样。此外,高处云层中的硫会把天空染成黄色。苏联“金星号”着陆器拍摄的照片证实,金星的天空是橙黄色的。
而地球,大气层没有金星那么厚,可见光有更多机会到达低层大气。当太阳光射入主要由氮和氧构成的地球大气层时,短波如蓝光,就被与其尺度相当的空气分子给散射,蓝光分布在天空背景上,所以我们在无云的白昼抬头仰望,可以看见美丽的蓝天。
而像太阳系外围的行星—木星、土星、天王星与海王星,它们是庞大的星球,拥有主要由氢和氮组成的深厚大气。它们的固体表面是在大气深处,太阳光根本照射不到。在那里向上望,天空是漆黑的,看不见日出的美景—从来就没有过。但在太阳光能够射到的大气较高处,颜色却又不一样,诚如《暗淡蓝点》所说:
“在木星的高空,在一个由氨(而不是水)的冰粒子形成的高雾层之上,天空几乎是漆黑的。在这下面的蓝天范围内,有一些彩色的云——呈浓淡程度不同的黄褐色,其成分未知。再往下,天空看起来是红褐色的,云层的厚度不一,在薄的地方可以看到一小片蓝天。在更深的地方,又逐渐回到永恒的长夜。
天王星,尤其是海王星,有一种古怪的、朴素的蓝色。高速的风使云团(其中有些云稍白)在蓝天浮动。...”
天空之所以是蓝颜色的,是因为太阳光是七种光组成。七种光中波长较短的是青、蓝、紫,光波较的最容易被空气分子与空气中的尘埃散射,所以阳光通过大气层时其中的青、蓝、紫三种光大部分被散射。大气层中紫色几乎看不到,因为紫色光在被散射的同时大部分也被吸收,而且人类的眼睛对紫色也并不敏感。
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,我们称之为“蔚蓝”。
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