藍天
天空的空氣不是沒(méi)有顏色嗎,那為什么晴朗的天空卻是藍色的,是不是在高空中有藍色的氣體?
不是的。在晴朗的天氣里空氣中會(huì )有許多微小的塵埃、水滴、冰晶等物質(zhì),當太陽(yáng)光通過(guò)空氣時(shí)太陽(yáng)光中波長(cháng)較長(cháng)的紅光、橙光、黃光都能穿透
大氣層,直接射到地面,而波長(cháng)較短的藍、紫、靛等色光,很容易被懸浮在
空氣中的微粒阻擋,從而使光線(xiàn)散射向四方,使天空呈現出蔚藍色。
實(shí)際上發(fā)生散射的藍光只是一小部分,大部分沒(méi)有遇到微粒的藍光、紫光還是直接射到了地球上,所以射到地球上的白光中仍然是紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫。
當大雨過(guò)后,你是否注意過(guò)天會(huì )更藍,越是晴朗的天氣,天越藍,這是因為這樣的天氣里,空氣中的塵粒、小滴、冰晶的數量會(huì )很多。
?? 天空為什么是蔚藍色的?太陽(yáng)在快落山的時(shí)候為什么是桔紅色的?通過(guò)下面的實(shí)驗,可以找到答案。
在陽(yáng)光照進(jìn)屋子的時(shí)候,把一張桌子擺在陽(yáng)光下,在桌子上放置一個(gè)玻璃魚(yú)缸,并且把它灌滿(mǎn)清水。然后在一張硬紙片上挖一個(gè)直徑為二十五毫米的圓孔,再把紙片立在魚(yú)缸的前面。
在適當角度放置一面鏡子,利用鏡子來(lái)反射陽(yáng)光,使陽(yáng)光通過(guò)紙片上的圓孔水平地穿過(guò)魚(yú)缸。
然后,再用一條肥皂在水中不停地攪拌,直到水變得混濁為止(也可以點(diǎn)上幾滴牛奶使水混濁)。這時(shí)候水中的光束就會(huì )清晰起來(lái)。先從側面觀(guān)察,你會(huì )看到魚(yú)缸內的光束是淺藍色的。
??再迎著(zhù)光束前進(jìn)的方向來(lái)觀(guān)察,你會(huì )發(fā)現,光束的顏色變成了桔紅色。
如果魚(yú)缸的水是清的,從側面就看不到穿過(guò)去的光束。只有使水混濁以后你才能看見(jiàn)光束。為什么呢?因為混濁的水里懸浮著(zhù)很多細小的微粒,當光束通過(guò)它們的時(shí)候,一部分光線(xiàn)就向四面八方散射(這就叫光的散射)。
??散射的光線(xiàn)離開(kāi)了原來(lái)的前進(jìn)方向,進(jìn)入你的眼里,才使你在和光束垂直的方向看見(jiàn)了光束。
在和光束垂直的方向上你看到光束呈淺藍色,這正說(shuō)明了藍色光受到散射。而余下的紅光和黃光則毫無(wú)阻礙地穿過(guò)去,所以迎著(zhù)光束看去,由于光束中夫去了一些藍光而變成桔紅色。
在歷史上,有許多科學(xué)家深入地研究了散射現象,也做過(guò)和上面類(lèi)似的實(shí)驗。他們發(fā)現,當光通過(guò)渾濁物質(zhì)的時(shí)候都會(huì )發(fā)生散射。那些極小的微粒,對波長(cháng)不同的色光散射程度并不相同,波長(cháng)越短,被散射得越厲害。藍光波長(cháng)比紅光短,它受到的散射程度比紅光要大五倍。
??如果微粒比較大,波長(cháng)較長(cháng)的黃光、橙光也會(huì )受到散射。
因為空氣中飄浮著(zhù)大量的微塵和極小的水滴,陽(yáng)光在地球周?chē)拇髿鈱又幸彩艿筋?lèi)似的散射(另外空氣分子也在起作用)。那些波長(cháng)比較短的紫光、靛光、藍光受到的散射較大,它們混合起來(lái),構成了蔚藍色的天空。
太陽(yáng)落山的時(shí)候,光線(xiàn)斜穿過(guò)厚厚的大氣層。在這么長(cháng)的路程中,波長(cháng)較短的藍光大部分被散射掉了,直接射入你眼簾的光,是失去藍光的日光。所以,太陽(yáng)看上去已經(jīng)不是那么耀眼,而變成一個(gè)大火球,顏色就象我們在剛才實(shí)驗中迎著(zhù)光束看到的那樣,是桔紅色的。
月球周?chē)鷽](méi)有大氣層,陽(yáng)光不會(huì )受到散射,所以月球上的天空和地球上的大不相同,完全是黑色的,星星和太陽(yáng)同時(shí)在天空中出現,就象鑲在黑色天鵝絨上一樣。由于沒(méi)有空氣,那里也就沒(méi)迷人的早霞和晚霞。