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天空为什么是蓝色的?看似很简单的问题但到底为什么?

作者:admin 时间:2024-03-05 点击:

  每个人都向往蔚蓝的天空,但如果有人问你“天空为什么是蓝色的”,可能你会一脸懵逼,不知道该如何回答,心想天空本来就是蓝色的凯时国际站,哪有那么多为什么?

  你甚至会这个问题有点无聊,甚至有些无厘头。但是任何现象都是有原因的,没有什么是理所当然的。在很多我们习以为常的现象背后,其实都隐藏着很多深刻奥秘,只不过就是因为太常见了,我们对此都“麻木”了,因此很少有人会去问为什么凯时国际站。

  就像牛顿研究苹果落地,如果让你穿越到千年之前的古代凯时国际站凯时国际站,有人问你“苹果为什么会落地”,你肯定会认为这个人疯了,才会问这样的问题凯时国际站,甚至可能会不屑地回击:不落地难道还会飞到天上?

  但如果深入思考,落到地上与飞到天上应该是对等的凯时国际站,凭什么一定要落到地上而不是飞到天上呢?恰恰是这种看起来无厘头的思考方式,才让科学家揭开了一个又一个大自然奥秘凯时国际站。

  有人可能会说,因为大海是蓝色的,而地球表面大部分都被海水覆盖,大海把蓝色光线反射到天空,因此天空就是蓝色的。

  这种回答其实是不正确的。要想弄清楚问题的本质,我们首先需要从太阳的颜色说起。

  为什么要说太阳的颜色呢?因为上面所讲的“蓝色天空”是有前提的,只有阳光穿过大气层时,才会出现蓝色的天空凯时国际站,在乌云密布或者夜晚凯时国际站,天空当然不是蓝色的。也能够看出,天空之所以是蓝色的,与太阳光有着密切关系。

  千万不要用眼睛直接看太阳,裸眼看太阳太刺眼了凯时国际站,会伤害我们的眼睛。但我们每个人都会不经意间留意到太阳的颜色凯时国际站,那就是黄色或者说橙色凯时国际站。从天文学角度来讲凯时国际站,太阳是一颗黄矮星凯时国际站,因此更偏向黄色。

  当然,太阳不会直接发出白色的光,所谓的白光,只是太阳发出不同频率可见光混合而成的。有小伙伴在物理课上可能做过三棱镜的实验凯时国际站,白光通过三棱镜会散射成七彩光带。

  其实不仅仅是三棱镜,当光线经过水凯时国际站,玻璃,空气等介质时,都会发生不同程度的折射和散射凯时国际站,原本混在一起的光就会区分开来,成为不同颜色的光线。

  这是因为光的波长范围很广,而我们肉眼只能看到可见光,而可见光只是电磁波谱中极为狭窄的一小部分,除了可见光之外凯时国际站,还有人眼看不到的伽马射线,X射线,紫外线,红外线,微波甚至无线电波等凯时国际站。

  我们都知道凯时国际站,大气层主要由氮气和氧气组成,其中氮气占78%,氧气约占21%。当太阳光照射到空气分子上时,会使空气分子中的带电粒子发生振荡凯时国际站,进而获得与太阳光相同频率的电磁辐射,而这些电磁辐射又会发生散射,散布到不同的方向上。

  而空气分子对太阳光的散射能力是不同的。在可见光中,蓝光和紫光的频率更高,能量更强,因此蓝光紫光会让空气分子中的带电粒子获得更高的振动频率,产生的散射光自然就会更多。

  简单说就是,蓝光和紫光比红光的散射更为强烈,因为光波的散射强度与光频率的四次方成正比。

  而对于波长比较长的光凯时国际站,比如说红光,更容易穿透大气层。而像微波和无线电波等波长更长的光,几乎可以不受任何阻拦就能穿过大气来到地面。

  科学分析表明,蓝光和紫光在大气层中被散射的概率,比红光要高9倍!所以,当太阳光穿过大气层时凯时国际站,我们会接收到更多被散射的蓝光,看到的自然是蓝色的天空。

  那么为什么看不到紫色的光呢?因为紫色光子很早就被散射了,在非常高的高空就被散射的差不多了凯时国际站,最终到达地面的紫光已经很少了。同时也是因为我们眼睛的视网膜对紫色光并不敏感,很容易被解读为蓝光。

  如果你仔细观察了,肯定会知道,在清晨或者黄昏来临的时候,太阳的角度很低,地平线附近的天空会呈现鲜艳的橙红色,这是为什么呢?

  因为地平线的太阳光需要穿过更多的大气才能到达地面凯时国际站,那些频率更高,也就是波长更短的光在高空就被散射了,无法穿透厚厚的大气来到地面凯时国际站。而头顶上方的天空依旧是蓝色的,只有地平线附近的光是橙红色的凯时国际站。

  还有一个问题凯时国际站,人类在太空中也会看到地球是蓝色的,也是因为大气层反射蓝光吗?

  其实不是的,在太空中,大气层只能反射很少的蓝光,之所以我们看到地球是蓝色的,主要原因是因为大海反射太阳光的结果凯时国际站。

  刚才讲了,地球表面大部分都被海水覆盖,太阳光中的蓝光在海水中能行进更长的距离,而其他颜色的太阳光最终都被海水吸收了凯时国际站,最终只剩下蓝色光了,所以大海是蓝色的凯时国际站凯时国际站。最终大海反射蓝光到太空,人类当然会看到蓝色的地球了。如果地球表面没有海水,或者海水很少凯时国际站凯时国际站,太空中的地球就不是蓝色星球了凯时国际站,比如说我们看到的月球凯时国际站,就不是蓝色的凯时国际站。

  天空为什么是蓝色的,看似简单的问题,其实隐藏着很多物理和天文学知识。这个问题主要与太阳光的光谱组成,以及不同颜色的光线穿过大气层时,发生的散射现象有关。

  蓝光和紫光被散射的概率更高,而其他颜色的光被散射的几率更低,更容易直接穿过大气层,同时我们的眼睛对紫色光线并不敏感,因此我们看到的天空会呈现蓝色。

  如果你家孩子问了一个让你感觉很无厘头凯时国际站凯时国际站,甚至很莫名其妙的问题,千万不要简单粗暴地回答“本来就是那样的”,更不要训斥孩子。我们应该为孩子的问题感到高兴,毕竟只有孩子才有这样的好奇心凯时国际站,绝大多数成年人在经过岁月的洗礼之后,那仅存的好奇心早就被磨灭得无影无踪了!

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