日落西村川雲暝，東嶺虹收海氣清。——[宋] 陸遊

上上篇關于四季的文章有提到太陽光度和大氣的關系，有小夥伴說有關太陽穿過大氣的顔色沒有說！其實大家現在都很清楚，太陽為何是黃色的，以及夕陽為何那麼紅，這是已經說過很多次的現象了，但是日落就這麼簡單嗎？還有沒有更加奇特的現象呢？

有！肯定有！事實上：日落之美，隻會随着你對它了解的越多，而更加神奇！今天我們就說說日落背後的物理學，太陽的綠色“閃光”咋回事？為何會有綠色的太陽！

夕陽為何那麼紅

當你下次有時間，好好的看一次日落的過程，你會發現很多平時沒有注意到的現象，當太陽從天空下降到地平線時，太陽都在以恒定的速度下降，但是到地平線處太陽貌似會逗留很長時間，而且這時的太陽看上去會更大！

但是，如果你想了解日落背後的美，還需要知道一些非常重要的小變化。

例如日落時最明顯、最直觀的感覺就是太陽顔色的變化，以及太陽亮度的大幅下降，就是沒有中午那麼刺眼了，你甚至可以直視太陽的尊容，中午可不敢這麼幹！

事實上，如果在月球上看日落的話，日落時的太陽和任何時候看起來都是一樣的，而且太陽的顔色是白色的，而不是我們認為的黃色太陽，更不會是紅色的太陽！

為什麼會出現如此大的差異呢？唯一的區别就是有沒有大氣、大氣有多厚的問題！

上圖可以清楚的看到，太陽直射地球是會穿過地球的大氣層，然後到達我們的視野，當太陽越來越靠近地平線時，太陽光就需要穿過越來越厚的大氣層才能達到地球表面。

雖然大氣不想水滴那樣是一個很好的棱鏡，但是地球大氣的量很大，太陽在降到地平線以下之前需要穿過大約1600公裡的有效大氣層，大氣微弱的散射作用就會持續的累積，這才造成了顔色上的巨大變化！

大氣對波長越短的光有很強的散射作用，而波長越長的光更容易穿過大氣層！所以太陽在靠近地平線時，陽光中就逐漸失去了紫色和藍色，然後是綠色和黃色，最後甚至是橙色，隻留下紅色的光可以達到我們眼睛，所以這時的太陽就是紅色的！

太陽的假影

還有件很奇特的現象就是，當你看到像上圖這樣的日落時，其實太陽已經落山了，太陽的本體已經處在地平線以下，我們還能看到太陽的原因是因為大氣可以使光線發生彎曲！

這就是為什麼，如果你計算日落的時間，從太陽到達地平線的那一刻到它下降到地平線以下的那一刻（看不見）所花費的時間要比預期的120秒要長，即使在太陽直射赤道的春分時節，太陽升起和落下的時間都和垂直于地平線時候相近。由于大氣的折射作用，太陽似乎在地平線處逗留了很久，這隻是一種錯覺！

綠色“閃光”怎麼來的

雖然日落時太陽整體看起來是紅色的，但在這個過程中，仍然有來自太陽的藍光和綠光會穿過大氣層到！

但是波長(即更藍)較短的光線比波長更長的光線折射率稍微大一點，這意味着各種不同的顔色的光線會以不同的角度入射進觀察者的眼睛，紅光比綠光和藍光的入射角度低，藍光和綠光會以稍微更陡的角度進入觀察者的眼睛，所以我們會看到綠色在上方紅色在下方！

這個很彩虹的形成類似，區别就是彩虹的紅光在上方，是因為在水滴的内部光線經曆了兩次折射和一次反射！而太陽這種現象就隻經過了一次折射！下圖是大氣對太陽光的一次色散！

下面是彩虹的情況，方便理解兩者之間的差别。或者看這裡！

在一條通向地平線比較清晰、沒有任何遮擋的路徑上，比如在海洋上空看日落時，我們就會看到在變紅的太陽上面有一小塊區域會呈現出較短波長的光可見！

當這種情況發生時，除了日落時的正常顔色漸變外，還可以在太陽圓盤的上方看到一個較小的獨立區域，呈現出依次從下往上的黃色、綠色，甚至是藍色。

在無污染的天空中，在平坦、沒有遮擋的區域内，我們就能很清楚地看到這種神奇的光學現象，這就是所謂的“綠色閃光”。

有時會出現在太陽的邊緣或略高于太陽的邊緣，但大多數情況下，會出現在太陽的圓盤落下之後，看下圖。這些“閃光”剛好就在地平線之上，從字面意思也可以知道，這種光學現象隻會持續很短的時間，也就幾秒鐘！

我們知道藍光的折射角度比綠光的更大。所以原則上，在大氣特别好的情況下，我們也可以看到任何波長的“閃光”，這包括黃色、綠色、藍色，甚至紫色。

月球也會出現各種顔色的“閃光”

這種光學現象并不是太陽獨有的，它适用于任何非常明亮、并且能發出白光的物體，在與地球大氣層相遇時，也會發生以上美麗的“閃光”現象。

這就意味着，在合适的大氣條件下，将太陽光反射回地球的月球也會發出綠色的閃光。這個現象十分罕見，需要各種完美的條件配合在一起才會出現。但是在罕見的事情也擋不住天文攝影愛好者的勤奮和好奇！看下圖，這就是月亮的綠色“閃光”。

如果綠色和藍色出現在太陽(或月亮)的圓盤上方，那麼我們會不會看到略低于圓盤的紅色閃光呢？

在合适的，有利的大氣條件下，是可以看到！光學原理都是一樣的，隻是有些現象更加罕見一些！

下面這張圖片也是真實拍攝到的太陽綠色“閃光”現象。

下面是放大的圖像：

總結

日落對任何人來說都是很美好的景色，還記得我們曾經爬山看日出、日落嗎？還記得你想邀請自己喜歡的人一起看肩并肩看夕陽嗎？地平線的清澈或多塵，大氣的質量和湍流，以及太陽的位置給了我們美麗的景色和無限的遐想。

下次當你看到太陽的顔色漸變，底部的紅色嘴唇，或頂部的黃色、綠色或藍色帽子時，你就可以自信的給她/他講關于日落背後的物理學！

,

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!

查看全部