tft每日頭條

 > 生活

 > 火星為什麼看日落是藍色的

火星為什麼看日落是藍色的

生活 更新时间:2024-12-26 04:11:37

#人類為什麼執着于探測火星?#

這裡先要祝賀中國火星探測器“天問一号”于今日發射成功!

在火星上觀賞日落時,會看到什麼顔色的夕陽呢?

火星為什麼看日落是藍色的(我們都知道夕陽是紅色的)1

火星日落

美國宇航局的“勇氣”号火星探測器拍攝的這張令人驚歎的全景圖中,藍色的太陽即将落在火星地平線以下。

火星日落為何呈現藍色

如果一顆行星的大氣層所含氣體很少,灰塵卻很多,那麼呈現出日落的顔色和地球是不同的。

首先,任何一顆大氣層以氣體為主的行星,都會遵循光的散射模式,即在日落時呈現為我們眼睛所能看到的顔色。

由于火星大氣的密度隻有地球的1/80,所以,火星大氣對太陽光的散射主要由較大的塵埃顆粒控制。

地球上的氣體分子,由于其直徑小于光的波長,因此,氣體分子向各個方向散射太陽光。相比之下,火星塵埃主要向一個方向散射太陽光,即向太陽光前進的方向。

此外,塵埃粒子散射紅光的角度要比藍光大得多。藍光的散射範圍不是很廣,反而會變得更加集中,并且,火星大氣中藍光的散射強度大約是紅光的6倍。

火星為什麼看日落是藍色的(我們都知道夕陽是紅色的)2

最主要的一點是火星的大氣層非常稀薄且以灰塵為主,所以,波長較長的紅光反而散射較慢,最終散射較強的藍光勝出。

火星為什麼看日落是藍色的(我們都知道夕陽是紅色的)3

當你看火星的日落時,你會發現太陽像一個白色的圓盤,太陽周圍有藍色的光芒。再往外看,天空開始泛紅。在那裡,你可以看到紅光以更大的角度散開。

火星為什麼看日落是藍色的(我們都知道夕陽是紅色的)4

在天王星上,大氣中氫、氦和甲烷的氣體粒子散射短波光藍色和綠色最多,同時吸收(但基本上不會再反射)較長的紅色波長。

火星為什麼看日落是藍色的(我們都知道夕陽是紅色的)5

這就創造了一個明亮的藍色天空,當藍光相對于較長的綠色波長散開時,在日落時就變成了綠松石色。

火星為什麼看日落是藍色的(我們都知道夕陽是紅色的)6

火星為什麼看日落是藍色的(我們都知道夕陽是紅色的)7

而在土衛六(土星的一個衛星)上,日落時的天空會從黃色變為橙色到棕色。

我們現在知道了火星上的落日是藍色的,那麼地球上的夕陽為什麼是紅色呢?

地球上的火紅色落日

火星為什麼看日落是藍色的(我們都知道夕陽是紅色的)8

我們和親朋好友在海邊暢玩嬉戲,當火紅的夕陽帶着玫瑰色和桃紅色的餘輝步入海天盡頭時,我們靜坐小憩,暢談人生,油然而生無盡感慨,這是我們在地球上觀賞日落一種獨特享受。

在觀賞美景的同時,我們也會驚歎大自然的神奇,那麼,為什麼地球上的落日會是紅色的?

這是因為,地球的外衣——大氣層是由無數微小的氣體分子(主要是氮和氧)組成的,當太陽光進入大氣層時,受到這些不規則的氣體分子的阻攔。

火星為什麼看日落是藍色的(我們都知道夕陽是紅色的)9

我們都知道,牛頓用三棱鏡把太陽光折射出七種顔色:紅、橙、黃、綠、青、藍、紫,得出了太陽光是由七種顔色的光組成,并且它們的波長也是由高到低,在760~400nm之間。

這七種不同波長的顔色與氣體分子發生的散射快慢也不同,所以,當太陽光穿過大氣層時,進入我們眼中所呈現的顔色也不同。

随着地球的自轉,在傍晚時太陽到了我們目視的正前方,這時太陽光的傳播距離相對于白天要更遙遠。

火星為什麼看日落是藍色的(我們都知道夕陽是紅色的)10

我們知道,c=γλ,就是光速=頻率*波長,因此,在光速不變的前提下,波長最短的紫光和藍光反而頻率最高,所以散射的速度更快,而波長最長的紅光,頻率最慢導緻散射的最慢,反而傳播的最遠,當傍晚的太陽光穿過厚厚的大氣層之後,僅剩下紅色光線,這時,我們所看到的落日就是火紅的顔色了。

那麼一定還會有同學問,為什麼太陽光穿越大氣會發生散射而不是折射、反射?

太陽光經過大氣發生散射的前提是:大氣層内的氣體分子必須小于太陽光的波長。

火星為什麼看日落是藍色的(我們都知道夕陽是紅色的)11

當太陽光分子和氣體分子相互接近時,由于雙方具有很強的相互斥力,迫使它們在接觸前就偏離了原來的運動方向而分開,這時就發生了"散射"。

對于比波長小的氣體分子來說,其散射光線能力與光線波長的四次方成反比,所以,這種散射是有選擇性的。例如波長為0.7微米時的散射能力為1,波長為0.3微米時的散射能力就為30。

如果太陽光遇到直徑比波長大的分子時,雖然也被散射,但這種散射是沒有選擇性的,例如空氣中存在較多的塵埃或霧粒,一定範圍的長短波都被同樣的散射,這時,天空會呈灰白色的。

有時為了區别有選擇性的散射和沒有選擇性的散射,将前者稱為散射,後者稱為漫射。

而折射就很好理解了,當光線穿過一種均勻的透明介質時,傳播方向發生了改變,這就叫做折射。

火星為什麼看日落是藍色的(我們都知道夕陽是紅色的)12

例如,我們在看見魚兒在清澈的水裡面遊動,但是,沿着你看見魚的方向去抓它,卻又抓不到,可是有經驗的漁民卻知道,隻有瞄準魚的下方才能把魚抓到,其實,我們看見水中的魚兒會比實際位置高一些,這就是光的折射現象引起的。

火星為什麼看日落是藍色的(我們都知道夕陽是紅色的)13

最好理解的就是反射了,當光線經過空氣遇到一種均勻介質後,又被彈回空氣中,這就是反射。

簡單地說,光在反射時遵循光的反射定律:反射光線與入射光線、法線在同一平面内;反射光線和入射光線分居法線兩側;反射角等于入射角。

結語

7月23日12時41分,我國成功發射首次火星探測任務——天問一号探測器,開啟了中國自己的火星探測之旅。

這顆與地球非常相似的星球,承載了我們的星球移民夢想,期待有那麼一天,能真正到火星上開造人類新紀元。

,

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

相关生活资讯推荐

热门生活资讯推荐

网友关注

Copyright 2023-2024 - www.tftnews.com All Rights Reserved