空氣中存在大量尺度比可見光波長更小的微粒,就是空氣中的多種氣體分子。遇到這些氣體分子的時候,有些光子就會被吸收。一段時間之後,分子又會釋放出另一個光子。放出的光子跟吸收的光子顔色相同,但是方向變了。雖然所有顔色的光子都會被吸收,但頻率較高(即顔色較藍)的光子比頻率較低(顔色較紅)的光子更容易被吸收,所以晴天天空是蔚藍色。陰天大氣渾濁時大氣質點大,不管波長較長較短,通通被散射,所以天空呈現灰白色。天空藍色隻是在低空才看得見,随着高度的增加,由于空氣越來越稀薄,大氣分子數量急劇減少,分子散射出來的光輝逐漸減弱,天空亮度越來越暗。到20公裡以上的高空,天空就變成暗黑色的了。
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