09.18 天空為什麼是藍色的?夕陽為什麼是紅色?雲朵為什麼是白色的?

天空是藍色的是因為瑞利散射的原因,雲朵是白色的是因為米氏散射的原因。

瑞利散射(Rayleigh scattering),由英國物理學家約翰·斯特拉特,第三代瑞利男爵(John Strutt, 3rd Baron Rayleigh)的名字命名。

它是指微小顆粒(例如單個原子或分子)的半徑比光或其他電磁輻射的波長小得多時候,微小顆粒對入射光束的散射。瑞利散射在光通過透明的固體和液體時都會發生,但以氣體最為顯著。

它是指微小顆粒(例如單個原子或分子)的半徑比光或其他電磁輻射的波長小得多時候,微小顆粒對入射光束的散射。瑞利散射在光通過透明的固體和液體時都會發生,但以氣體最為顯著。

天空為什麼是藍色的?夕陽為什麼是紅色?雲朵為什麼是白色的?

晴空萬里的藍天

瑞利散射中散射光強度與入射光波長的四次方成反比,因此,波長較短的藍光比波長較長的紅光更易發生瑞利散射。在大氣中,太陽光的瑞利散射會導致瀰漫天空輻射,這也是天空之所以為藍色。

但是太陽本身及其附近呈現白色或黃色,是因為此時看到更多的是直射光而不是散射光,所以日光的顏色(白色)基本未改變——波長較長的紅黃色光與藍綠色光(少量被散射了)的混合。但因為人眼對不同顏色的敏感度不同,以黃綠色敏感度最高,往兩邊呈鐘形分佈,因此人眼對藍色的敏感度遠大於紫色,所以即使散射的可見光波長中紫光能量最高,人眼看起來仍是藍色。眼看起來仍是藍色。

天空為什麼是藍色的?夕陽為什麼是紅色?雲朵為什麼是白色的?

夕陽(日落)的顏色

當日落或日出時,太陽幾乎在我們視線的正前方,此時太陽光在大氣中要走相對很長的路程,所看到的直射光中的藍光大量都被散射了,只剩下紅橙色的光,這就是為什麼日出或日落時太陽附近呈現紅色,而云也因為反射太陽光而呈現紅色,但天空仍然是藍色的,只能說是非常昏暗的藍黑色。如果是在月球上,因為沒有大氣層,天空即使在白天也是黑的。

米氏散射(Mie Scattering)由德國物理學家古斯塔夫·米於1908年提出的。

天空為什麼是藍色的?夕陽為什麼是紅色?雲朵為什麼是白色的?

藍天白雲


它是指微小顆粒的半徑和入射光的波長差不多時,大部分入射光線會沿著前進的方向散射,這種現象稱為米氏散射這種微粒包括灰塵,水滴,來自汙染物的顆粒物質,如煙霧等。


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