這個問題看似極其簡單,好像就是個“十萬個為什麼”級的難度,實際上極其複雜。人類真正搞清楚這個問題都是近現代的事了。
可能很多人會說,這到底難在哪裡?
我們先來看其他星球是個什麼情況,如果你上了月球,你看到的景象會是這樣:
如果是在火星上,你看到的天空應該是這樣的:
同樣是在星球上看天空,為啥天空顔色的差距咋就這麼大呢?
可能有些人會說是大氣層的散射,那很好,那為什麼非得散射藍光,畢竟有光有很多種,從光譜上看,藍光前面有綠光,後面又紫光。為啥不是綠光或者紫光,非得是藍光?
所以,其實這并不是一個很簡單的問題。今天,我們就來聊一聊:天空為什麼是藍色的?
人是如何看到東西的?很早以前,人們就在研究人到底是咋看到東西。這個問題直到文藝複興時期才被解決,具體來說就是物體的光射到了人的眼睛裡。也就是說,物體發什麼樣的光,我們看到的就是什麼樣的。
可是一般物體是不會發光的,它其實靠的是散射,也就是說有光照到物體上,發生散射,這光才能進入到眼睛裡,我們才看得到這個物體。如果是在白天,那就是下面這樣:
所以,白天能看到東西全靠太陽光給力。晚上沒有了陽光,就得靠電燈,能看見東西的關鍵其實是光!
天空發的是藍光?按照剛才說法,我們能看到藍色的天空的根本性原因其實就是:天空散射的光能射到我們的眼睛裡。
那這個光為什麼會是藍色的呢?我們都知道,一般的東西都是不發光的,白天我們能看到東西,全是因為太陽光。所以,這些藍色的光肯定是來自于太陽。可是,牛頓大神曾經做過一個光的色散實驗。
他發現,太陽光是由多種顔色的光組成的,太陽光之所以看起來是白色的,其實是因為不同顔色的光疊加的結果。也就有了後來的可見光光譜。
可問題是,知道了這些,我們依然無法解答:天空為啥發的是藍光?
畢竟如果太空散射的是太陽光,那不應該是藍天,而是白天才對呀?
實際上,我們忽略了一個重點,那就是大氣層,大氣層中有許許多多的氣體分子。
有位科學家叫做瑞利,他發現空氣中的氧分子和氮等分子,它們對陽光有散射作用,波長越短,散射能力越強,根據他的公式,藍色和紫光理論上就容易被散射。而其他的光很容易氣體分子吸收掉。
按照個理論,天空應該是藍色和紫色的混搭才對。可是,我們明明看到的是藍色的天空。那這又是為啥呢?其實還是大氣層搞的鬼,大氣層其實分成好幾層:
其中,有一層叫做臭氧層,太陽光中的紫光到了臭氧層之後,就被臭氧層給吸收了。
這個紫光其實也就是咱們經常提到的紫外線,紫外線對皮膚的傷害很大,不過還好有臭氧層在,它對紫外線的吸收能力超強,吸收掉了不少紫外線。關于紫外線被吸收還有一個觀測上的佐證,在臭氧層外,宇航員看到的天空其實就是暗紫色的。
原本隻剩下藍光和紫光,有了臭氧層,紫光也被吸收了。所以,在空氣中能發生散射的就隻剩下藍光。所以,我們看到的天空才會是藍色的。
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