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为什么天空是蓝色的？
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发布时间：2019-02-08加入收藏来源：互联网点击：
大气是地球周围气体分子和其他物质的混合物。在我们眼里它是环绕我们地球的厚厚一层气体，但宇航员称其为“细蓝线”，因为从太空看，它看上去狭窄而细腻。
大气主要由氮气（78％）和氧气（21％）组成。还有最常见的是氩气和水（呈蒸气，液滴和冰晶的形式）。还有少量其他气体，以及许多小的固体颗粒，例如灰尘、煤烟、灰烬。
要了解为什么天空是蓝色，我们需要考虑阳光的性质以及它如何与构成我们大气的气体分子相互作用
人眼看起来白色的阳光是彩虹所有颜色的混合。日光可以被认为是一种电磁波，当日光穿过大气层时，电磁波会导致空气分子内部的带电粒子（电子和质子）上下振荡。发生这种情况时，振荡电荷会产生与入射太阳光相同频率的电磁辐射，但会在所有不同方向上传播。空气分子将入射的阳光重新定向的过程称为散射。
可见光光谱中的蓝色部分比红色部分具有更短的波长和更高的频率。因此，当所有颜色的阳光穿过空气时，蓝色部分导致带电粒子的振荡速度快于红色部分。振荡越快，产生的散射光就越多，因此蓝色的散射比红色强。对于比可见光的波长小得多的粒子（如空气分子），差异是巨大的。带电粒子的加速度与频率的平方成正比，而散射光的强度与该加速度的平方成正比。因此，散射光强度与频率的四次方成正比。
图注:我们可以看到的光谱，从红色到蓝色的每种颜色的波长都较短。
当我们看着远离太阳的天空中的任意点时，我们只能看到被大气重定向到我们视线中的光。因为蓝色光比红色光更常发生，所以天空显示为蓝色。紫光实际上比蓝光散射得更厉害。但是，进入大气层的阳光多半是蓝色，而不是紫色。而且，我们的眼睛对蓝光的敏感程度要比对紫光的敏感程度高，因此天空看起来是蓝色的。
晚霞为什么是红色的？
当我们在地平线上观看夕阳时，情况恰恰相反。我们只能看到尚未散射到其他方向的光。穿过大气层而没有被散射的太阳光的红色波长到达我们的眼睛，而被强烈散射的蓝色光则没有。地平线上的阳光穿过大气层的距离越长，效果越明显。而从头顶上方射下来的太阳光，蓝色光被散射的机会更多。因此，夕阳显得微红。在受污染的天空中，硫酸盐，有机碳或矿物尘埃的细小气溶胶颗粒会进一步放大蓝光的散射，使有时在受污染的条件下产生的日落非常壮观。
图注:晚霞的天空是红色的
另一方面，云由大量的水滴组成。它们散射太阳光的方式取决于云滴如何折射和内部反射以及衍射光。对于这些粒子，蓝光和红光的散射之间的差异几乎没有气体分子大。因此，我们的眼睛会在所有可见波长处接收大量的散射光，从而使云看起来比蓝色更白，尤其是在蓝天背景下观看时。
由于大气的散射使天空变成蓝色，因此没有大气的行星就不可能有明亮的天空。例如，阿波罗（Apollo）宇航员在月球上拍摄的照片显示，虽然月球表面沐浴在阳光下，但是在远离太阳的所有方向上都是完全黑暗的天空。
瑞利散射
光线以不同长度的波移动：有些较短，则发出蓝色光；有些较长，则发出红色光。当阳光到达我们的大气层时，空气中的分子会散射蓝色的光，但让红色的光通过，科学家称此为瑞利散射。
当太阳高高在上时，它会出现其真实颜色：白色。在日出和日落时，我们会看到更红的太阳。这是因为阳光穿过了我们大气的较厚层。这样一来，就会散射蓝色和绿色的光，使红色的光可以通过，并以红色、橙色和粉红色的美丽颜色照亮天空。
除此之外，瑞利散射会影响我们看到月球的方式。在月全食期间，当月亮穿过地球的阴影时，蓝色和绿色的光散布在地球的大气中，让红色的光穿过。我们的大气就像放大镜一样，将红色的阳光折射（弯曲）到月球上，这可以使它呈现深红色调。
图注:在2003年5月15日的全月食期间，月亮呈深红色 。
瑞利散射在其他行星上也起作用。您知道火星上的天空还是蓝色吗？（当没有大风暴将红色灰尘吹向空中时）
其他行星上的天空也是蓝色的吗？
这完全取决于这个星球的大气成分。例如，火星的大气层非常稀薄，主要由二氧化碳构成，并充满了细小的尘埃颗粒。这些细小颗粒对光的散射与地球大气中的气体和颗粒的散射不同。
NASA的火星探测器和火星着陆器的照片向我们显示，在火星上看日落实际上与我们在地球上所经历的相反。在白天，火星的天空呈橙色或微红色。但是随着太阳的下落，太阳周围的天空开始呈现蓝灰色调。
图注:1976年8月29日，来自维京号航天器的火星天空的照片 。
总结
天空是蓝色的是由于下面这三件事的结合：
阳光是由许多不同波长的光组成的大气粒子更容易散射蓝色光我们的眼睛对各种颜色都有反应对人类来说，天空是蓝色的。但是如果我们能非常有效地看到紫外线，那么天空可能会显得更像紫罗兰色。如果我们只有两种类型的视锥细胞（如狗），则可以看到白天的蓝天，而看不到日落的红色、橙色和黄色。不过当我们从太空看地球时，它也是蓝色的，但是这与大气无关！
我是科普子期君，期待你的评论、转发哦！
回答于 2019-09-11 08:43:50
为什么天空是蓝色的？
在晴朗的晴天，我们上方的天空是湛蓝的。到了晚上，日落将呈现红色，粉红色和橙色的美丽风景。那么为什么天空是蓝色的？是什么使日落变成红色？要回答这些问题，我们必须了解光，地球的大气以及这两者如何相互作用的。大气是地球周围气体分子和其他物质的混合物。在我们眼里它是环绕我们地球的厚厚一层气体，但宇航员称其为“细蓝线”，因为从太空看，它看上去狭窄而细腻。
大气主要由氮气（78％）和氧气（21％）组成。还有最常见的是氩气和水（呈蒸气，液滴和冰晶的形式）。还有少量其他气体，以及许多小的固体颗粒，例如灰尘、煤烟、灰烬。
要了解为什么天空是蓝色，我们需要考虑阳光的性质以及它如何与构成我们大气的气体分子相互作用
人眼看起来白色的阳光是彩虹所有颜色的混合。日光可以被认为是一种电磁波，当日光穿过大气层时，电磁波会导致空气分子内部的带电粒子（电子和质子）上下振荡。发生这种情况时，振荡电荷会产生与入射太阳光相同频率的电磁辐射，但会在所有不同方向上传播。空气分子将入射的阳光重新定向的过程称为散射。
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