天空為什么是藍(lán)色的？一個看似簡單但又復(fù)雜的問題 。
在大街上隨機采訪一個人，問他“天空為什么是藍(lán)色的？”，多半情況下這個人會一臉懵逼，不知道該如何回答 。
相信很多人小時候都會問這個問題，因為小時候的我們對外界總是充滿了好奇，總是“十萬個為什么”，反而成年之后對身邊的一切都習(xí)以為常，很難再去思考 。

那么天空為什么是藍(lán)色的呢？
要回答這個問題，先來看一下我們?nèi)粘Ｉ钪械囊粋€簡單的現(xiàn)象 。
在晚上沒有路燈的馬路上，你拿著手電筒照明，你會發(fā)現(xiàn)手電筒的光呈現(xiàn)光柱型，你可以很清楚地看到光柱，甚至?xí)吹焦庵镲h浮著很多塵埃 。
為什么你能看到光柱呢？



很多人知道答案，因為空氣中充滿了塵埃和氣體分子 。如果沒有塵埃和氣體分子，即便是打開手電筒，你也看不到光柱 。空氣中的塵埃和氣體分子對手電筒的光進(jìn)行了散射，朝著四面八方散射，然后飛向你眼睛里 。
如果是在外太空，除非你把手電筒對著自己的眼睛，否則你是不可能看到手電筒的光柱，因為外太空沒有散射現(xiàn)象 。
上述現(xiàn)象被稱為“丁達(dá)爾效應(yīng)” 。
再回到天空為什么是藍(lán)色的這個問題 。



簡單來講，之所以天空是藍(lán)色的，是因為在太陽光照射到地面的過程中，經(jīng)過大氣層時發(fā)生了散射，而散射的光通常會是藍(lán)色，而不是其他顏色 。
也就是說，藍(lán)色的光更容易發(fā)生散射 。
后來這種現(xiàn)象也被瑞利所證實，他提出了瑞利散射公式，表明散射光的強度與波長的四次方成反比 。這說明波長更短的藍(lán)光比波長更長的紅光更容易發(fā)生散射 。
以上只是簡單通俗的詮釋 。還有更深層的東西 。
地球上的大氣層厚度是一定的，而如果大氣層厚度足夠厚，藍(lán)色光散射基本完畢之后，就開始散射波長更長的紅光了，而這個時候天空就會呈現(xiàn)紅色 。
而碰巧的是，地球上的大氣層厚度能夠滿足同時散射藍(lán)光和紅光 。藍(lán)光就是白天天空的顏色，因為這時候太陽基本上是垂直照射地面的，光線穿過的大氣層距離比較短 。而到了傍晚，太陽光幾乎是平行地平線照射到地面的，此時光線穿過大氣層厚度比較長，紅光就會發(fā)生散射，天空會呈現(xiàn)紅色，所謂的“夕陽紅”！



可能你會有這樣一個疑問，天空為什么不散射紫色光呢？為什么天空不是紫色的呢？
有幾個原因 。
首先，地球的大氣層厚度剛剛好，能散射藍(lán)光或者紅光 。理論上如果大氣層厚度再薄一些，或許天空的顏色就不再是藍(lán)色的了，不過是紫色的可能性也不大 。你可以爬到高山上看一看，天空的顏色同樣不是紫色的，高山上（海拔高的地方）的天空顏色往往會更深，下次坐飛機的時候你可以稍微留意一下 。
還有一個原因，我們?nèi)祟惖难劬?jīng)過漫長的進(jìn)化，只能看到特定波長的光線，也就是所謂的可見光 。我們對光線的敏感度是不一樣的，研究發(fā)現(xiàn)，人們對綠色波長附近的光線最敏感，而紫色屬于不敏感的光線，也就是說，我們看到的藍(lán)色天空，其實帶有一定的主觀因素，其他物種看到的天空未必是都是藍(lán)色的 。
當(dāng)然，太陽光發(fā)生散射還有一個重要條件，那就是空氣密度的不均勻，不完美 。如果空氣密度完全均勻，基本上就不會發(fā)生散射了，因為均勻的密度意味著光線在傳播碰撞過程中會相互抵消，也就不會發(fā)生散射了 。而科學(xué)家們也發(fā)現(xiàn)了地球大氣層的密度分布確實是不均勻的 。

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