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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：
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
天空就像上帝的画布：白天，天空被染成了蓝色，傍晚，天空被染成了红色，而下雨前，天空又被染成了灰色…对于一天内的天空颜色变化，相信大家都习以为常了。那么，你有没有思考过这么一个问题：天空为什么是蓝色的呢？白云为什么是白色的？朝霞和晚霞为什么是火红火红的呢？
关于这些问题，比较简单的回答就是太阳光透过空气入射到人的眼睛的过程中，空气中的杂质改变了光的颜色表现，从而形成了蓝天、白云、火烧云等五彩斑斓的世界。但是要从科学的角度详细解释这个问题，我们需要了解一下太阳光和空气的相关知识，有了这方面的了解，我们再去解释天空的颜色变化就容易理解的多了。
天空的奥秘
首先，我们来解锁一下天空的奥秘。天空是由各种气体组成的空气所构成，空气对于地球来说就像一层“保护罩”, 保护着地球上生物不受紫外线的高强度照射，如果没有了这一层保护罩，地球上的生物不仅会得各种皮肤病，而且地球也根本没办法滋生这么多生命。
空气并不是空的，是由气体和各种微小的颗粒组成。空气的组成中99%是氮气和氧气，其余是二氧化碳和惰性气体等。空气中的杂质来源很多，水蒸气、扬尘、汽车尾气、工厂排气、以及各种空气中的微生物。正因为有了这些杂质，本来无色无味的水汽能借助这些介质以雾的形式展现在人的眼前，阳光也会以不同的颜色照射到大地上。
太阳光的奥秘
广义来讲，太阳光是指来自太阳的所有频谱的电磁辐射，而它传播的速度极快，约为每秒30万公里。光具有波粒二象性，光的波粒二象性简单说就是光既具有波动特性，又具有粒子特性。
光传递能量的大小与光的频率成正比，而频率决定了光的颜色。我们知道，光有赤、橙、黄、绿、蓝、靛、紫7种颜色，用我们小时候玩的三棱镜对准太阳光时就会看到这五彩斑斓的颜色。太阳光的颜色有7种，但我们的眼睛只能看到其中特定频率范围内的光，称之为可见光。下图是一束光经过三棱镜后折射出的7种颜色。
不同颜色对应的波长和频率如下：
红色：波长约625—740纳米，频率约480—405兆赫；
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