今天我們來讨論一個問題,天空為什麼是藍色的?早上的太陽為什麼是紅色的?中午太陽又變白了。
這個問題,可能大家小的時候都問過爸爸媽媽,但是可能也沒有得到很好的回答,我記得有一次看天天向上這個欄目,汪涵曾經說過一個事,他說那天空為什麼是藍的呢?因為呢?海是藍的?那為什麼海是藍的呢?因為海裡有魚,魚會吐泡泡,blueblueblue。這個就把海水裡弄藍了,當然了,這是個笑話。
從科學的角度怎麼解釋這件事呢?天空之所以是藍的?首先,我們要談的一個問題叫做黑體輻射。什麼是黑體呢?黑體是一個科學模型,它指的是如果有一個物體,它隻輻射電磁波而不反射電磁波。我們就稱之為黑體,比如說太陽了。太陽呢,它輻射能力非常強,而它反射能力又比較弱。所以說呢,我們可以把太陽看作一個絕對黑體。
那麼對于黑體這件事呢,它會有一個輻射的規律,黑體會輻射各種波長的。橫坐标呢是多長?我們用字母r來表示,縱坐标呢?是單位波長下輻射的功率,或者說能量。這個功率呢,我們可以用能量除以一小段多長。在一小段多長下,輻射的功率,那麼它的輻射情況呢?
大概是這樣,就是在波長特别長的電子波輻射得比較少,波長特别短的輻射的也少。那麼中間會有一個峰值。太陽光呢?它的輻射情況大概是這樣,太陽光輻射能量最強的部門是人眼的可見光泛,那麼波長最長的這個範圍這個光呢。就是紅光,而波長最短的這個光呢,就是紫光,中間有紅橙黃綠藍靛紫這麼一個範圍,之所以太陽光輻射能量最強,就是人眼所見的範圍,這就是因為人眼在長期計劃的過程中為了看東西,所以就自己把自己的眼睛調整到他的敏感度。
太陽一樣啊,那麼太陽光的在和建光部分最強,天空為什麼是藍的呢?原因還有另外一個原因叫做。瑞麗散射,瑞麗是卡文地區實驗室主任。瑞麗呢,提出了一個散射公式。他說的,不同的光在經過介質的時候,由于介質的微小折射率變化,比如說空氣的密度變化呀,空氣裡面的分子啊,或者裡面的灰塵等等一些原因造成了折射率變化。
它會有一個結果,這個結果就是有些光散射能力比較強,有些光散射能力比較多,波長越長的散射能力越弱,波長越短的。越強,那于是呢,散射的強度,那麼散射又強能量又大的話,就集中在大概這個方面這個範圍呢,就是什麼光就是藍光,所以藍光的能量比較高,同時它散射能力比較強,所以呢,藍色的光就容易因為天空的顔色,就是這樣一個原因,比如說太陽的光照過來了,照過來。
照過來了之後,在大氣中呢,發生了一次又一次的散射,那麼在這一次又一次的散射之中,藍色的光散射得最厲害,所以我們擡頭一看,哎呀,天空是藍的,對吧?如果沒有大氣層的話,天空就是沒有顔色的。比如說在月亮上,在月亮上就算有太陽,你看起來天空都是。可以的,因為他們都有散射啊,是這樣的原因。
那我們來解釋一下第二個問題啊,為什麼在白天的時候我們看到啊,中午的時候太陽光的是白色的。但是到了早晨的時候和晚上的時候,傍晚的時候,你會發現這太陽,它變成紅色了,這個原因是因為。在中午的時候,中午的時候,大氣的厚度太陽光是直射向下。在太陽光直射的時候呢,大量的太陽光都可以穿透大氣層到達地面,所以你就會感覺到太陽光的各種波長,都有你看起來七種顔色的光一混合。白光,那麼到了早晚的時候呢?早晚的時候太陽并不在我們的腦子就正上方,太陽的是在斜前方,他因為這個位置,他發出的光就會經過很厚很厚大的層才能到達。因為它斜着射這個大型比較厚,在大氣層比較厚的時候,它就會不停地散射短波長,比如說藍光,它就散射掉了。短波,比如說藍光,紫光,這些光它就散射掉了,散射掉了之後還剩下的這個光就是長波長。
那麼這個長波長的光呢,就是紅光,紅光的,波長的是最長,這就是早晨和晚上的時候,為什麼看你太陽光呢。是紅色的這樣的原因。
那麼大家如果有什麼其他的物理問題或者數學問題呢,也可以在小編的評論底下給我留言。謝謝大家。
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