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科学

天空为什么是蓝色的,日落为什么是橙色的?

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天空从顶部的深蓝色过渡到日落时地平线附近温暖的橙色和粉红色
白天把蓝光撒满天空的那层大气,到了傍晚,送进你眼睛的换成了更暖的那几种光。

找个晴天抬头看,天是蓝的。傍晚太阳落下去的时候再抬一次头,同一片天可能烧成橙色、红色、粉色,运气好还带点紫。

中间到底变了什么?太阳没换,空气也没换。变的是阳光穿过大气层的那条路。就这一点差别,结果天差地别。

阳光不只是一种颜色

阳光在我们眼里是白的或者淡黄的,其实它是一大堆颜色混在一起的结果。你可以把一束阳光想成一道被压扁塞进去的彩虹。

这道彩虹里有红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。每种颜色都以波的形式往前跑,有的波长比较长,比如红和橙;有的波长比较短,比如蓝和紫。这一点非常关键,因为撞上空气里的微小颗粒时,长波和短波的反应完全不同。

空气并非空无一物

天看起来空荡荡的,可地球的大气层里塞满了小到看不见的分子。阳光一路下来,一直在跟它们相撞。

撞上去之后,一部分光会被散射,也就是不再走直线,而是往各个方向乱弹。蓝光波长更短,所以它比红光和橙光更容易被弹开。

于是白天阳光一进大气层,蓝光就被撒得满天都是,从四面八方钻进你的眼睛。整片天看起来是蓝的,原因就在这儿。

那为什么天空不是紫色的?

这个问题问得很好,因为紫光散射得比蓝光还厉害。天之所以通常不是紫的,有三个原因叠在一起:太阳发出的紫光本来就比蓝光少;一部分紫光在大气层上层就被吸收掉了;而我们的眼睛对蓝光比对紫光敏感得多。紫色确实也在场,只是蓝色赢了。

日落时什么改变了?

太阳落到很低的位置时,阳光得穿过厚得多的一段大气才能到你眼睛里。拿手电筒直直地照穿一薄片玻璃,再拿它从侧面照穿一整个玻璃杯最长的那条路,光要挤过去的东西完全不是一个量级。

日落就是后面那种情况。光在这条更长的路上走着走着,蓝光基本已经被散射光了。剩下能跑到你眼前的,是波长更长的那几种:红、橙、黄。所以傍晚的天看起来又暖又亮。

为什么有些日落格外绚烂?

有的日落平平无奇,有的像整片天被点着了。差别通常来自空气里飘着的东西:尘土、水滴、污染、烟和云,都会改变光被散射的方式。

云还能当巨大的幕布使。太阳压得很低的时候,橙红色的光会从底下打上去,把云照得整个发亮。所以暴雨刚过、或者天上云和晴空的比例刚刚好的时候,日落往往最惊人。

核心思想

天是蓝的,因为蓝光在大气里最容易被散射开。日落是橙红的,因为阳光要穿过更多空气,蓝光半路就被散射光了,只剩下暖色跑到你眼前。

所以下次你抬头看到一片蓝天,或者一场烧起来的日落,你看到的不只是好看的颜色,而是阳光和地球大气层正面撞上的结果。