为什么天空是蓝色啊?
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
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。
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。
“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、其他微粒和阳光共同作用的结果。
一、空气和太阳光
为了解释这种物理现象,首先简单了解一些空气和太阳光的知识。空气是在地球外面包裹着的一层“防弹衣”,保护着地球上生物不受紫外线的照射。空气并不是空的,是由很多的微粒组成。其中99%是氮气和氧气,其余则是别的气体(如二氧化碳、惰性气体等)、小水滴和来源于工厂的粉尘、风中的扬沙、火山爆发的岩灰等漂浮微粒。但是空气的成分并不是固定的,这依赖于所在的位置、天气和其他的不固定因素(如森林、海洋以及火山爆发和污染的严重与否)。
光是能量以电磁波传播的一种方式,在真空中的传播速度为每秒30万千米。光和其他波(比如声波)不同的是具有波粒二象性。这是因为光是由一种无质量的粒子——光子组成,所以光不但具有波的特性,还有粒子的特性。光传递能量的大小与光的频率成正比,而光的频率正好决定其颜色。但我们的眼睛只能看到其中特定频率范围内的光,称之为可见光,频率过高(紫外线)和过低(红外线),我们都看不见。
对于太阳光,牛顿首先用三棱镜发现其中包含着赤、橙、黄、绿、蓝、靛和紫7种颜色。可以用一个小实验(如图1所示)即可观察到“七彩阳光”。取装入水的玻璃缸放在房子中阳光入射的地方,然后在水中放一面小镜子,用一张白纸接收从盆中小镜子反射的光,根据光的折射原理,即可从白纸上看到一个漂亮的人造彩虹。在7种不同的光中,红光波长最长(频率最低),紫光波长最短(频率最高)。我们肉眼所看到的是它们的混合结果。
二、天空为什么是蓝色的
除非有外界干扰,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”。瑞利散射很容易通过下面一个小实验来验证(如图2所示):用一个盛满水的水杯,然后往水杯中滴入几滴牛奶,用手电筒做光源,从水杯的一侧照射,从水杯的另一侧看到的是红光,而从垂直于光线的方向看到的却是蓝色(在黑暗处效果更明显)。
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。
三、你看到过蓝色的太阳吗?
你也许会说为什么我们看到的太阳不是蓝色的。这是因为我们直接看太阳时,眼睛接受的太阳光是通过“迈以散射”的光,而不是瑞利散射的光。迈以散射是当光遇到比其波长要大的微粒时所发生的一种散射,对光的波长几乎没有什么依赖,不改变原有光的成分。而且迈以散射的光具有前向性,绝大部分光仍然沿着原来的方向传播。对所有的光都有同样的作用。
在我们直接看太阳时,看到的是略带浅黄的圆盘。浅黄色是因为在这个过程中有一部分光发生了瑞利散射,蓝光都散射出去了,剩下红、橙、黄和绿光,只是和迈以散射比较起来,这个散射过程较弱,所以太阳看起来是稍微有些浅黄色的。但是在沙尘暴天气,由于空气中微粒很多,瑞利散射占主要地位,我们有可能看到蓝色的太阳。
四、夕阳为什么是红色的
当太阳将要落山时,太阳光穿透大气层到达观察者所经过的路程要比中午时长得多,更多的光被散射和反射,所以光线也没有中午时明亮。因为在到达所观察的地方,波长较短的光——蓝色和紫色的光几乎已经散射怠尽,只剩下橙色和红色的光,所以随着太阳慢慢落下,天空看起来也从橙色变成红色。同样道理,当太阳升起的时候,也是橙色或者红色的。
五、云为什么是白色的
天空中的云是小水滴和空气中的粉尘组成的,它们的直径要比太阳光的任何一种颜色的光的波长都要长得多,所以发生瑞利散射的情况很少。一部分阳光被反射到空中;一部分发生迈以散射,然后散射的光射到地球,但迈以散射不改变太阳光中任何颜色的光;还有一部分直接穿透水滴之间的缝隙。上述3种情况都对阳光的成分没有影响,所以看上去天空中的云是白色的。但是当云层越来越厚时,小水滴越来越多,几乎连成一片,太阳光和迈以射散的光不能或者很少能穿透云层,这时白云就变成乌云了。
正是在太阳光通过大气层入射到地球表面的过程中,大气层中的空气分子或其他微粒会对阳光有吸收,反射、透射等作用,从而形成了蓝天、白云和绚丽的落日余辉和晨时朝霞。如果没有大气层和其他微粒,即使是白天,太阳看上去也只是一个孤零零的明亮的球,天空也将是漆黑一片,所以空气不但给我们提供了赖以生存的条件,也使我们的天空变得多姿多彩。
太阳真的在动吗?
太阳在宇宙中不是静止的,相反,它在以不同的方式运动。首先,由于行星都有质量,太阳围绕太阳系的重心转动;其次,它和整个太阳系一起以250千米/秒的速度围绕着银河系的重心转动;再次,它和整个银河系一起以300千米/秒的速度在本星系群内运动;此外,它还在自转。
为什么天空是蓝的?
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中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。当太阳辐射的可见光进入大气后,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辐射的可见光透过大气层时,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辐射可见光中的紫色光较少,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。
如果阳光从天空照射下来,它就会连续不断地碰到某些障碍——即使没有下雨。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。其中的大多数,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,它们来源于汽车的废气、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比一滴雨水小一百万倍,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,并改变自己的方向:光线被散射出去,这是我们化学家和物理学家们的说法。波长短的蓝色光和紫色光比波长长的橙色光和红色光散射得多。所以散射的光中,紫光比红光几乎多10倍,而蓝光则几乎比红光多6倍。绿色的、黄色和橙色的光线,敌不过占优势的蓝色光线和紫色光线,所以我们觉得这些散射的光是蓝色的——天蓝色的。发现这一切的是英国物理学家和诺贝尔奖获得者瑞利勋爵,他在130年前就已经发现了:当光线透过空气偏离了它原来的直线方向时,光的波长不同,偏离的距离不同。后来人们为了向他表示敬意,便把这个散射过程叫做瑞利散射。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。
如果要看见这种白色的、未经散射的光,这种笔直向你落下来的光,你就得直接朝着太阳看去。但是,你千万别这样做!因为直接照射的阳光很强烈,也很危险,它会在瞬间严重灼伤你的眼睛;如果你看久了,它会使你双目失明。
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。
天空为何是蓝色的?这个颜色是折射的还是真实存在的?
由此可见,高空中存在的光线主要以紫光、青光和蓝光为主。同时,微粒大小与散射光颜色有一定的关系,短波光被散射在颗粒越小的物质中会越常见,大气层中的下层空气分子主要以散射蓝色光为主,天空是蓝色的。二、高度越高的天空呈现的颜色会越灰暗天空颜色是蓝色的,高度越往上升天空颜色则逐渐变为灰暗色...
天空为什么是蓝色的啊?
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。
天空为什么是蓝的?
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”。
为什么天空是蓝色的?
天空是蓝的是因为我们所在的地球大气中含有大量的氧。平时我们说氧气无色无味,那是指少量的氧看不出颜色。当大气的厚度很长时,就看出颜色了,比如我们看远处的雪山,也是蓝色的。上图是在海拔4000米的高原地区拍摄的,图中的雪山距拍摄地直线距离约40公里,白色的雪山已明显呈现蓝色了。如果大气中的...
那什么天空是蓝色的
白天晴朗、大气污染较轻无雾霾的天空是蓝色的
为什么天空是蓝色?
蔚蓝色。其实,天空一直是蓝色的。在高原上几乎天天都可以看到蔚蓝色的天空。春天风沙弥漫,夏天满天云彩,冬天烟雾层层,妨碍我们经常看到蓝天,只有秋天空气净洁,使我们看到蓝天的机会特别多。在太阳光通过大气层入射到地球表面的过程中,大气层中的空气分子或其它质点(如水滴、悬浮微粒或空气污染物)会对...
为什么天空是蓝色的呢?
所以我们在日出和日落时看到的朝霞和晚霞往往是红色的。简而言之,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...
天气晴朗的时候天空为什么是蓝色的?
因此,我们看到的天空的颜色,实际上是经大气层散射的光线的颜色。科学家的研究表明, 大气对不同色光的散射作用不是“机会均等”的,波长短的光受到的散射最厉害。当太阳光受到大气分子散射时, 波长较短的蓝光被散射得多一些。由于天空中布满了被散射的蓝光, 地面上的人就看到天空呈现出蔚蓝色。空气...
为什么天空是蓝色的呢?
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...
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。
乜试积雪: 为什么天空是蓝的?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中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...
沁阳市15189587025: 天空为何是蓝色的? - ?
乜试积雪: 1.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...
沁阳市15189587025: 天空为什么是蓝色的啊? - ?
乜试积雪: ////几乎所有的人都认为天空是蓝色的原因是因为:太阳光在穿过大气层时,波长较长的红、橙、黄、绿这几种光能顺利穿过大气层,到达地面,而波长较短的青、蓝、紫这几种光容易被空气分子挡住而发生散射,于是我们看到的天空就是蓝色的...
沁阳市15189587025: 天空为什么会是蓝的? - ?
乜试积雪: 天空,也就是大气层包围的范围.因为是气态,所以天空本身无色,但大家看到的是蓝色的天空,这是因为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(太阳光是七色的即红、橙、黄、绿、青、蓝、紫)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,被悬浮在空气中的微粒阻挡,从而使蓝色的光线散射向四方,蓝色光被反复折射,使天空呈现出蔚蓝色.
沁阳市15189587025: 天为什么是蓝的啊?
乜试积雪: 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.
沁阳市15189587025: 天空为什么是蓝色啊?
乜试积雪: 天为什么是蓝色的 天空的空气不是没有颜色吗,那为什么晴朗的天空却是蓝色的,是不是在高空中有蓝色的气体? 不是的.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.
沁阳市15189587025: 天空为什么是蓝色的啊?
乜试积雪: 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...
沁阳市15189587025: 天空为什么是蓝色的? - ?
乜试积雪: 为什么天空是蓝的?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中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...
沁阳市15189587025: 天空为什么是蓝色的??
乜试积雪: 天空之所以是蓝颜色的,是因为太阳光是七种光组成的,这你肯定知道,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,那么大气层中不是应该充满...
沁阳市15189587025: 天空为什么会是" 蓝色"的??
乜试积雪: 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.