笔记

天空为什么是蓝色的

科学知识,天空为什么是蓝色的?

蓝天

我相信大家从小就有这样的疑问,天空为什么是蓝色的呢?为什么不是黑色,也不是绿色呢?

我记得网上有人这么问过,有人给的解释是,因为大海是蓝色的,所以天空是蓝色的,那大海又为什么是蓝色的呢,他说因为海里有鱼,鱼会吐泡泡,blue、blue、、、、所以就蓝色了,当然我相信这只是一个笑话,今天小陈老师从科学的角度来给大家讲讲这其中的奥秘。

了解这个之前我们要知道一个概念叫做黑体辐射。所谓的黑体辐射就是任何物体都具有不断辐射、吸收、反射电磁波的本领。辐射出去的电磁波在各个波段是不同的,也就是具有一定的谱分布。这种谱分布与物体本身的特性及其温度有关,因而被称之为热辐射。为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律,物理学家们定义了一种理想物体——黑体,以此作为热辐射研究的标准物体。

由上图我们可以知道,人所能看到的光的波长在380~780纳米,而紫外光区和红外光区是人眼所看不到的。同时由于瑞利散射的强度与波长四次方成反比,所以太阳光谱中波长较短的蓝紫光比波长较长得红光散射更明显,而短波中又以蓝光能量最大,所以在雨过天晴或秋高气爽时(空中较粗微粒比较少,以分子散射为主),在大气分子的强烈散射作用下,蓝色光被散射至弥漫天空,天空即呈现蔚蓝色。

同学们现在知道为什么天空是蓝色的了吗?试着再用这个原理区解释一下海洋为什么是蓝色的,在下面的评论区告诉我哦!

天空为什么是蓝色的?

每次北京大风或降雨之后,朋友圈往往会被一张张蓝天的美图刷屏。那么晴朗的天空为什么是蓝色的呢?这就要从 “瑞利散射”开始说起。

瑞利勋爵是英国的一位物理学家,在声学、光学、电动力学、流体力学等各个领域都颇有建树。他在研究中发现,大气中的氮气、氧气等分子对太阳光的散射强度与太阳光的波长有关。具体来说,散射强度与入射波长的四次方成反比,即波长越短,散射作用越强。这得太阳光中短波长的光线被大量散射到各个方向,而长波长的光线几乎直接透过。

因此天气晴朗时,整个天空呈现蔚蓝色,如下图所示。

其实太阳光谱中紫色光比蓝色光波长更短,那么为何天空不是紫色的呢?这是因为太阳光中紫光含量较少,而且人眼对紫光不敏感,所以蓝光才起到了主导作用。

而直视太阳时,短波长的光由于都被散射到四面八方,因此进入眼镜的反而是更长波长的黄色光。

但早晨和傍晚我们直视太阳时,由于太阳高度很低,到达我们人眼的太阳光经历了更长的路程,就连黄色的光都被散射了,剩下的则是更长波长的红光,因此看起来太阳呈现红色。

其实瑞利散射能够解释的并不仅仅是天空和太阳的颜色,还是大海的颜色。大海的主要成分是水,而水本身是无色的。不过也由于瑞利散射的存在,进入大海的太阳光内短波长的光被水分子大量散射,进入人眼;而长波长的光则进入了深海中,逐渐被吸收。因此大海呈现的也是蓝色。

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