為什麼天空是藍色的

　　天空裡有這麼多顏色，為什麼我們平時看到的只有藍色呢？以下是小編為大家整理推薦關於天空是藍色的一些原因，希望對大家有所幫助。

　　天空是藍色的原因

　　首先我們要知道一個道理：我們周圍的事物之所以顯現出顏色來，是因為陽光照射著它們。雖然陽光看上去是白色的，但是所有的顏色：赤、橙、黃、綠、青、藍、紫，在陽光裡都存在。

　　陽光從天空照射下來，會連續不斷地碰到某些障礙。有氮氣、氧氣、氣體微粒和微小的漂浮微粒等等。當光線遇到這些障礙的時候，自然也就改變了自己的方向。

　　藍色光和紫色光的波長比較短;而橙色光和紅色光的波長比較長。當遇到空氣中的障礙物的時候，藍色光和紫色光因為翻不過去那些障礙，便被“散射”得到處都是，佈滿整個天空，就是這樣被“散射”成了藍色。

　　發現這種“散射”現象的科學家叫瑞利，他是在130年前發現的，他也是諾貝爾獎獲得者。

　　用“散射”現象，同時可以解釋下面這些天象了。

　　比如在你頭頂的天空是藍色的，可是在地平線—天地相接的地方，天空看上去卻幾乎是白色的。這是因為陽光從地平線到你這個地方比起它直接從空中落下來，需要在空氣中走的路程要遠得多，而在一路上它所擦過的微粒子也自然就要多得多。這些大量的微粒子就這樣多次散射出光，所以它顯得白中透著淡藍。

　　建議你做一個小實驗來驗證一下：拿一杯水，把它放在一個黑暗的背景裡，放進一滴牛奶，再拿一隻手電筒照射杯子的一端，並靠近它，手電筒的光在水中即會顯現出淡藍色。如果你往水裡放進的牛奶越多，水就越白，因為光一再地受到這些眾多的牛奶微粒的散射，結果就是白色的。道理跟在地平線上空是白色的一樣。

　　太陽落山時的傍晚，天空不顯現藍色而顯現紅色，正在下落的太陽也變成暗紅色，也是一樣的道理。由於傍晚的光在照射到你這個地方的路上所遇到的眾多的微粒，使得陽光中的紫色的和藍色的部分往四面八方散射開去，僅留下一點點使你的肉眼看得見的橙紅色光線，因為它們的波長長、“波浪大”，翻過了路上的障礙。

　　其實從地球以外望過來也是一樣，覆蓋我們地球三分之二面積的海水也散發著藍光，陸地上雖然有土地的褐色或森林的綠色，然而上空卻總是藍色的。從宇宙中看來，整個地球都被裹著一塊輕柔的藍色面紗。

　　藍色，就是生命的顏色。我們的地球就是藍色星球。保護我們的地球就是保護我們的生命。

　　原理：光的散射是指光通過不均勻的介質時一部分光偏離原方向傳播的現象，偏離原方向的光稱為散射光。晴朗的天空是蔚藍色的，是由於大氣分子和懸浮在大氣中的微小粒子對太陽光散射的結果，波長較短的紫、藍、青色光最容易被散射，而波長較長的紅、橙、黃色光散射得較弱，這種綜合效應使天空呈現出蔚藍色。

　　學霸分析天空為什麼是藍色

　　所以天空為什麼是藍色的呢？答案就是瑞利散射。

　　瑞利散射***Rayleigh scattering***是指比光的波長更小的顆粒對入射光線造成的散射效應，注意這裡說的是比光的波長更小的顆粒，我們能看到的可見光波長是390~700奈米，水滴、冰晶、塵埃明顯不屬於這一類，而空氣中的分子才屬於這一類。換句話說，即便空氣是純淨的，沒有任何雜質，我們一樣能看到藍色的天空。如果藍天是大顆粒散射造成的，那麼應該霧霾越嚴重天越藍才對嘛？這明顯說不通。

　　那麼為什麼瑞利散射能讓天空看起來是藍色的呢？因為跟瑞利散射的公式，波長較短的光***藍、紫***更容易被散射，而波長較長的光***紅、橙***不容易被散射，所以當太陽光經過大氣層時，更多的藍紫色光由於瑞利散射而瀰漫到整個天空，因此天空看起來就是藍色的了。

　　瑞利散射還能解釋為什麼我們看到的太陽是黃色的。因為大量的藍紫色光在大氣中被散射，那麼直接到達地面的藍紫光就變少了，所以我們抬頭看天上的太陽就會是溫暖的黃色。朝陽和夕陽看上去是紅色的也是受瑞利散射的影響，因為在地平線附近時，太陽光需要穿過更厚的大氣才能到達我們，由於大氣很厚，因此連波長相對比較長的黃綠光也被散射掉了，我們就看到了更多的紅橙光。實際上，在太空裡看到的太陽是白色的。

　　瑞利散射使天空成藍色的原理

　　我們知道，直接來自太陽的光，在中午看來是白色的。它包含連續的可見光波長的混合，這個波長分佈的峰在光譜的綠-黃色區段。那麼我們為什麼會看到藍色的天空?是什麼造成了我們在太陽下山時看到的橙紅色?這些現象都和稱為散射的過程有關。

　　在我們考慮天空的顏色之前，先得問一下我們到底是如何看見天空的。天上的光從哪裡來?天上的光來自太陽，不過它是從直射的太陽光術散射出來的。我們可以將散射描述為這樣一個過程，在這個過程中，光被大氣中的微粒吸收，又迅速以同樣的波長被再次發射出來。不過散射光行進的方向和入射光的不同。

　　如果沒有大氣，就不會發生散射。這時天空將是黑色，沒有光。可是地球時有大氣的，大氣對流層延伸到地表以上約10km的高度。地球大氣主要由氮氣、氧氣和少量的其他氣體組成。此外還暢遊煙塵粒子、火山灰或其他顆粒物。這些顆粒非常小，但仍然比單個氣體分子大很多。

　　氣體分子的散射是導致天空為藍色的主要原因。當進行散射的粒子大小小於光的波長時，這一散射過程成為瑞利散射，它以瑞利勳爵***威廉.湯姆森***的名字命名。瑞利散射隨波長迅速變化，較短波長的散射比較長波長的散射的效率高得多。

　　我們可以將氣體分子想象成微小的天線。由於氣體分子是由代電粒子組成的，當電磁波射到分子上時，這些電荷將會在這個波的頻率上振動。正像振盪的電流產生無線電波那樣，散射的光波時由氣體分子中的振盪電流產生的。當波的波長與天線的尺寸近似相同時，這個過程的效率最高。由於氣體分子的大小才幾奈米，而可見光的波長有幾百奈米，因此散射過程的效率不高。不過，最短的波長 - 可見光譜藍區中的波長的效率要高一些。

　　這就是天空為什麼是藍色的原因。藍光從太陽的直射光束中被散射出來的效率，比紅光或其他中間波長的光要高。光要到達我們的眼睛，需要多次散射。

　　當我們看天空時，並不是直接看太陽。我們看到的是經過多次散射的光，它將較短的藍色和紫色波長富集在到達我們眼睛的光裡。由於太陽光的光譜含有的藍光比紫光多，而且眼睛對藍色波長的響應比對紫色波長的響應強烈，因此我們認出的顏色是藍色。

　　為什麼在接近日落或日出時太陽光看起來是橙色或紅色的呢?在日落時，太陽直射的光束穿過地球大氣所走的距離，要比中午時長得多。由於藍光和中間波長的光比紅光以更高的效率被散射到光束之外，直射光束中剩下的便主要是紅色波長。太陽越接近地平線，就顯得越紅。

　　較大的粒子如雲中的水滴也能產生散射。水滴的大小通常大於可見光的波長。這時，散射的強度與波長的關係不大。因此，從雲中散射的光呈白色或灰色。所有波長都被同等地散射，得出的顏色與射來的太陽光相同，只是強度變弱。