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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:
回答于 2019-09-11 08:43:50
1.阳光的可见部分包括紫光(小波长. 410nm左右)到红光(大波长, 680nm左右)
2. 而空气里的大多分子,比如氧气和氮气(直径在300 pm左右),比可见光的波长更小,所以会发生瑞利散射(Rayleigh scattering).
3. 如上图公式,波长越小,瑞利散射强度越大,所以蓝光散射强度比其他颜色的光要大,所以天空是蓝色。
4. 紫光波长更小,为什么天空不是紫色的?
一方面,因为太阳光中,蓝色波段的光比紫色波段的光更多
另一方面,人眼对蓝光比紫光更敏感。 下图红绿蓝三条线代表人的三种视锥细胞对不同波长光线的敏感度;黑色虚线代表视杆细胞;视锥细胞负责颜色,视杆细胞感受亮度和强度,可见无论是颜色还是强度,人眼对蓝光都要比紫光敏感。
回答于 2019-09-11 08:43:50
万里无云的蓝天是蓝色的。那是因为在空气中分子散射太阳光线当中蓝色部分的能力高于其散射红色光色的能力。日暮时分,我们看到落日呈现红色和橘黄色,这是因为蓝色光被散射并且朝着视线以外的方向传播。
太阳发出的白色光包含了彩虹色的所有颜色。牛顿利用多棱镜分离得到了不同的颜色并制成色谱证明了这一点。不同颜色光线具有不同的光波的波长。可见光线谱范围跨越最长720nm红光到最短的380nm得紫光,其中包含橘黄,绿,蓝和靛蓝的光波波长。人眼视网膜上的色彩接收器对于红绿蓝三种颜色有较强的接收能力,三种颜色的组合形成了人类的色觉。
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。
Tyndall效应
1859年,约翰·廷德尔(JohnTyndall)迈出了正确解释天空颜色的第一步。他发现,当光线穿过悬浮着小颗粒的透明流体时,较短的蓝色波长比红色的散射更强。这可以通过用少量牛奶或肥皂在水箱中照射一束白光来证明。从侧面看,光束可以从它散射的蓝光中看到;但是,从末端直接看到的光在穿过水箱后会变红。散射光也可以用偏振光滤光器来偏振,就像天空透过偏振光太阳镜呈现出更深的蓝色一样。
这是最正确的称为Tyndall效应,但物理学家更常见的是瑞利散射-继瑞利勋爵之后,他在几年后对它进行了更详细的研究。他指出,对于足够小的粒子,散射光的数量与波长的四次方成反比。由此可以看出,蓝光比红光散射得多(700/400)。4 ~= 10.
灰尘还是分子?
Tyndall和Rayleigh认为天空的蓝色一定是由大气中的小颗粒尘埃和水蒸气造成的。即使在今天,人们有时也会错误地说这是事实。后来,科学家们意识到,如果这是真的,空气中的空气中的氧气和氮气分子就足以解释散射的原因,在湿度或阴霾条件下,天空颜色的变化会比实际观察到的要多。1911年,爱因斯坦最终解决了这个问题,他计算了分子散射光的详细公式,并发现这与实验相符。与观察相比,他甚至能够利用这一计算来进一步验证Avogadro的数字。分子之所以能够散射光,是因为光波的电磁场会在分子中产生电偶极矩。
为什么不是紫罗兰?
回答于 2019-09-11 08:43:50
为啥是蓝色的呢
回答于 2019-09-11 08:43:50
正确解释天空为什么是蓝色始于1859年,科学家泰多尔首先发现蓝光要比红光散射强得多,这就是“泰多尔效应”。几年之后,科学家瑞利更详细地研究了这种现象,他发现粒子尺度远小于入射光波长时(小于波长的十分之一),其各方向上的散射光强度是不一样的,该强度与入射光的波长四次方成反比。后面科学家命名为“瑞利散射”。即频率较高(即颜色较蓝紫)的光子比频率较低(颜色较红)的光子更容易被吸收。大气分子对可见光中蓝光的散射比红光强5倍。虽然紫光的散射强度是红光的10倍,但是人眼视网膜对紫光并不敏感,最终晴天天空呈现蓝色。
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