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海為什麼是藍色的

知識 更新时间:2025-02-05 10:56:33

  人眼看到的海水的顔色,是海水對太陽反射光的顔色。白光射向海水時,由于海水對白光的選擇吸收和散射,使海水呈現藍色。光通過介質時,光的部分能量被介質吸收而轉變成介質的内能,使得光的強度随着光穿過的厚度而衰減的現象稱為光的吸收。若某種介質在一定波長範圍内,對光的吸收程度很小,并且随波長變化不大,這種吸收稱為一般吸收;若某種介質對某些波長的光的吸收特别強烈,且随波長變化也很大,這種吸收稱為選擇吸收。太陽光射到海水上時,由于海水對紅、黃色光進行選擇吸收,而對藍、紫色光強烈散射、反射,因而海水看起來呈藍色。絕大部分物體呈現顔色,都是其表面或體内對可見光進行選擇吸收的結果。

  1921年,有一個叫拉曼的印度中年科學家在大海上做了一個實驗,他用尼科爾棱鏡觀察沿布儒斯特角從海面反射的光線,即可消去來自天空的藍光。這樣看到的光應該就是海水自身的顔色。結果證明,由此看到的是比天空還更深的藍色。他又用光栅分析海水的顔色,發現海水光譜的最大值比天空光譜的最大值更偏藍。可見,海水的顔色并非由天空顔色引起的,而是海水本身的一種性質。而之所以有大海是倒映天空顔色的說法,則是英國科學家瑞利提出的,而天空為什麼是藍色的,則是由他的發現的瑞利散射規律做出了正确的解釋。粒子尺度遠小于入射光波長時(小于波長的十分之一),其各方向上的散射光強度是不一樣的,該強度與入射光的波長四次方成反比,這種現象稱為瑞利散射。由于瑞利散射的強度與波長四次方成反比,所以太陽光譜中波長較短的藍紫光比波長較長得紅光散射更明顯,而短波中又以藍光能量最大,所以在雨過天晴或秋高氣爽時(空中較粗微粒比較少,以分子散射為主),在大氣分子的強烈散射作用下,藍色光被散射至彌漫天空,天空即呈現蔚藍色。

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