您现在的位置: 首页 > 网站导航收录 > 百科知识百科知识
天空为什么是蓝色的?
波长,天空,蓝色天空为什么是蓝色的?
发布时间:2016-12-08加入收藏来源:互联网点击:
瑞利散射只适用于粒子尺度远小于光波波长的情况,当粒子尺度大于1 /10 波长时,就要用精确的散射理论来处理。米氏( G. Mie) 于1908 年对任一尺度的粒子的散射问题进行了精确的计算,结果表明当粒子半径r<500nm时,粒子对短波的散射比长波强,当500nm<r<1400nm时,粒子对长波的散射比短波强,若大气中充满了半径为700nm的水滴,天空将呈现红色。当r>1400nm,在可见光范围内(400-760nm)散射与波长无关,若天空中存在大量这样的水滴,天空将呈白色。
1871 瑞利提出瑞利定律:散射光强和波长的四次方成反比。这个定律只针对粒子小于光波长的1/10的情况,如大气中的气体分子。
1908年,戈神拉夫·米提出米氏散射:散射光强和波长的二次方成反比。米氏散射针对大于光波长1/10情况,如气溶胶、水滴等。
空气中有气体分子也有气溶胶、灰尘等微粒,计算表明,不管是米氏散射还是瑞利散射,都可以看出空气中的灰尘颗粒或者空气分子对蓝光( λ = 450nm) 的散射要比对红光( λ = 660nm) 强得多( 约五倍) ,而且波长短的蓝光偏折的角度很大,波长长的红橙光偏折角度较小。这就是为什么天空是蓝色的。海水呈现蓝色的原因大同小异。
但是,我们知道,波长最短的并不是蓝光,而是紫光,紫光的散射应该更强,为什么天空不是紫色,而是蓝色的呢?
太阳光中各波段的光的数量并不是一成不变的,紫光在经过大气高层的时候被吸得最多。另一个原因是跟人眼的感光细胞有关。人眼的视网膜上有两种感光细胞,分别是杆体细胞和锥体细胞,它们对可见光谱内不同波长的辐射,具有不同的敏感度。在明视觉时( 亮度>103 cd·m-2,主要锥体细胞作用) ,人眼对黄绿光( 555nm) 最敏感,在暗视觉时( 亮度<103 cd·m-2,主要是杆细胞作用) ,人眼对蓝绿光( 570nm) 最敏感。
由于人眼对紫光的敏感性比对蓝光的敏感性低,而太阳光谱中紫光相对蓝光要少一些的缘故,尽管散射光谱中紫光比蓝光的相对光谱功率大,但天空光确实是蓝色的。
朝霞晚霞的原因
成也萧何败萧何,朝霞晚霞呈现红色的原因也是因为蓝光被大量散射。日出和日落时,由于太阳光线是斜射过来的,穿过很厚的大气层,空气的分子、水汽和杂质,使得光线的短波光大量散射,而红、橙色的长波部分,却散射得不多,因而照射到大气下层时,长波光特别是红光占着绝对的多数,所以朝霞晚霞颜色多为红橙色。
为什么云烟是白色的?
云是小水滴组成的,烟是灰尘固体颗粒组成的。它们的直径都比可见光的波长大得多,所以阳光照射到它们表面的时候主要是发生漫反射,将白光全部反射出来,所以显现的是白色。云的色彩取决于它自身的厚度和含水量,在下雨天云层特别厚,阻挡了多数阳光的通过,所以云层显现灰黑色。
火星白天天空是红色,傍晚天空是蓝色的原因
火星白天
火星落日
在月球表面没有大气,当白色的阳光照射到月球后全部都被月球上的岩石反射回去,所以月球上的天空一片漆黑。而火星上是有大气的,只不过大气比地球上的稀薄很多,火星上还有很厚的尘埃,这些尘埃是氧化铁,所以在白天火星的天空看上去是红色的。当太阳落下的时候,太阳光斜射到火星,其经历的大气厚度就相当于是白天照射地球的大气厚度,所以天空显现蓝色。
回答于 2019-09-11 08:43:50
抖个机灵。。。你想想如果天空是其他颜色你不觉得怪怪的吗,红,橙,黄,绿,蓝,靛,紫,让你挑一个?
夜晚天空是黑的,云是白色的,大地是绿色的,剩下的颜色你觉得哪个合适?
事实上,蓝色对生命的进化是很重要的,不是你习惯了蓝色,而是天空本来就是蓝色的,然后才有的人类!
回答于 2019-09-11 08:43:50
天为什么是蓝的,也是我一直以来想知道的问题,经过我查阅资料才搞明白天为什么是蓝色的。
回答于 2019-09-11 08:43:50
天空为什么是蓝色的?主要因为光线折射,还有眼睛对色彩的感知。
日照太阳光穿过大气的角度,空气中粒子和大气分子的大小,以及我们眼睛感知颜色的方式。
让我们先把天空从等式中拿出来,从颜色开始。从物理学的角度来看,颜色指的是可见光留下物体并撞击传感器,如人眼。这些波长可能会被反射,或者散落,或者它们可能来自对象本身。
对象的颜色取决于光源中包含的颜色;例如,在蓝光下观察的红色油漆看起来是黑色的。艾萨克·牛顿用棱镜证明,太阳的白光包含可见光谱的所有颜色,因此在阳光下所有颜色都是可能的。
在学校里,我们大多数人都知道香蕉是黄色的,因为它反射黄光,吸收所有其他波长。这是不准确的。香蕉散射的橙色和红色和黄色一样多,并且在某种程度上分散了可见范围内的所有颜色[来源:博伦]。它看起来黄色的真正原因与我们的眼睛如何感知光线有关。然而,在我们进入这一阶段之前,让我们来看看天空到底是什么颜色。
晴朗、无云的白天天空是蓝色的,因为空气中的分子从太阳散射的蓝光多于散射红光。当我们在日落时仰望太阳时,我们会看到红色和橙色,因为蓝色的光线已经从视线中散开了。
来自太阳的白光是彩虹所有颜色的混合物。艾萨克·牛顿证明了这一点,他用棱镜来分离不同的颜色,从而形成一个光谱。光的颜色是根据它们不同的波长来区分的。光谱的可见部分从波长720 nm左右的红光到波长约380 nm的紫,橙色、黄色、绿色、蓝色和靛蓝之间。人眼视网膜中的三种不同类型的颜色感受器对红、绿、蓝三种波长的反应最强烈,给了我们色觉。
上一篇:艺术教育的意义何在?
下一篇:返回列表
相关链接 |
||
网友回复(共有 0 条回复) |