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水是透明的,为什么大海是蓝色的?
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发布时间:2016-12-08加入收藏来源:互联网点击:
水是透明的,为什么大海是蓝色的?
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
占地球表面积71%的海洋,吸收了大气中90%以上的热量,因此海洋与全球气候同呼吸共命运,气候的每一个微小变化都能在海洋中放大。
海洋蕴含巨大能量和丰富宝藏,面朝大海,总能被她的湛蓝清澈、碧波荡漾,或汹涌澎湃、辽阔浩瀚吸引。同样都是水,为什么杯子里的清澈透明,大海里的却湛蓝明亮?
在现在看来,这个问题很容易解释,但在一百多年前,许多物理学家为此着迷却无能为力,对这一问题的好奇推动了20世纪早期对多个光学难题的研究。
简而言之,海洋之所以是蓝色的,是因为水吸收光线的方式,水中粒子散射光线的方式,还因为天空中的一些蓝光被反射。
光是如何工作的
首先,我们需要知道一些关于光的本质的事实。
我们看到的光,称之为白光,是由被称为光子的极其微小的粒子组成的,光子甚至比原子还小。你看不见它们,但它们就在你前后左右,无论白天夜晚。
这些粒子非常奇怪,因为当我们对它们进行测量的时候,它们有时像一个小球一样运动,有时又像一个波。
白光是由不同波长的光子组成的,红橙黄绿青蓝紫,从700nm到400nm不等。由于紫光的波长太短,大多数人仅凭肉眼很难观察到,因此我们能看到的波长最短的光是蓝色的。
白光是由具有许多不同波长的光构成
光子从太阳发出,与地球上的所有物质相互作用。根据光子接触的物体,一些光子会被吸收,有些会被反弹。当光子反弹回来时,我们称之为“散射”。
被散射的光子赋予了物体颜色。例如,树叶是绿色的,因为绿色的光子被反射,进入我们的眼睛,其他颜色的光子则被树叶吸收。
一杯水是什么颜色的?
实验表明纯水(不含其他物质的水)吸收的红光比蓝光多。但是有多少红光会被吸收呢?这取决于水的多少。
一小瓶或一杯纯净水是清澈透明的,因为它只能吸收一点点红光。
现在想象一下,一个杯子可以盛下整个海洋的水。有了这么多水,红光被吸收,所以看起来会很蓝。
但是当谈到光如何与海洋相互作用时,这个问题就有了更多的内容。
首先,海水并不纯净。海水中富含多种元素,比如钠镁氯溴碘。海水中的这些粒子也会反射一些光,综合来看,从海洋返回的光通常是蓝绿色的。
我们知道天空是蓝色的,天空确实在我们的眼睛感知海洋的颜色方面发挥了作用。但这不是唯一的因素。
最后,我们需要考虑时间和太阳在天空中的位置。当阳光明媚的时候,大海看起来比深夜更蓝,那时大海看起来很暗,几乎是黑色的。
像科学中的许多问题一样,答案并不像简单的是或否那么简单。许多问题通常有许多正确但不完整的答案,这就是科学如此有趣的原因。
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