天空有各種不同顏色的雲，我們所見到的各種雲的厚薄相差很大，厚度可達七八公里，薄的只有幾十米。有滿布天空的層狀雲，孤立的積狀雲，以及波狀雲等許多種。 很厚的層狀雲，或者積雨雲，太陽和月亮的光線很難透射過來，看上去雲體就很黑；稍微薄一點的層狀雲和波狀雲，看起來是灰色，特別是波狀雲，雲塊邊緣部分，色彩更為灰白；很薄的雲，光線容易透過，特別是由冰晶組成的薄雲，雲絲在Sunny下顯得特別明亮，帶有絲狀光澤，天空即使有這種層狀雲，地面物體在太陽和月亮光下仍會映出影子。 有時雲層薄得幾乎看不出來，但只要發現在日月附近有一個或幾個大光環，仍然可以斷定有云，這種雲叫做“薄幕卷層雲”。孤立的積狀雲，因雲層比較厚，向陽的一面，光線幾乎全部反射出來，因而看來是白色的；而背光的一面以及它的底部，光線就不容易透射過來，看起來比較灰黑。 日出和日落時，由於太Sunny線是斜射過來的，穿過很厚的大氣層，空氣的分子、水汽和雜質，使得光線的短波部分大量散射，而紅、橙色的長波部分，卻散射得不多，因而照射到大氣下層時，長波光特別是紅光佔著絕對的多數，這時不僅日出、日落方向的天空是紅色的，就連被它照亮的雲層底部和邊緣也變成紅色了。 由於雲的組成有的是水滴，有的是冰晶，有的是兩者混雜在一起的，因而日月光線透過時，還會造成各種美麗的光環或虹彩。 白雲為什麼是白色，烏雲為什麼是黑色？天空為什麼是藍色，太陽為什麼是紅色 散射有瑞利散射、丁鐸爾散射、喇曼散射之分。 “藍天”、“紅日”問題屬於瑞利散射類，散射中心是氣體分子，其尺寸比光波的波長小三個量級。. ~8 “白雲”、“烏雲”問題屬於丁鐸爾散射類，散射中心是透明的液滴，其尺寸多半在微米與亞毫米之間，即與光波的波長相近，或是比後者大1～2個量級 太陽的本色既不是紅色，又不是綠色，而是白色。維恩定律是揭示黑體輻射譜中最強的單色成分與溫度之間的對應關係，而不是說多色光引起的色覺由最強的單色成分決定。 “白”是多色光的綜合效果，是視覺效果。視覺意義上的多色光的“色”是屬於主觀的感覺，它與純客觀的單色光的“色”之間沒有必然的聯絡。彩電螢幕能顯示黃、橙、紫等種“視覺單色”，但這些色中實際上完全不含黃、橙、紫的單色成分，它們都是由紅、藍、綠三種單色成分按適當的比例配成的具有單色視覺效果的 “三色光”。 瑞利定律（散射光強度反比于波長的四次方）是專對分子散射而言的。利用瑞利定律不難證明：白光受散射後，散射光中的藍光（～0.45μm左右）的強度是紅光（～0.65μm左右）的4～6倍。 白天除了早晨和黃昏時分以外，人們視野內的大氣基本上是受到白光的照射。晴天來自天空的光都是空氣分子的散射光，其中藍、靛、紫成分佔80%左右。靛、紫兩種成分在太Sunny中佔的比例本來就不大，因而天空呈現藍色。 從上午8時至下午4時，太陽的直射光中遭到散射的部分是微不足道的。如果有哪個傻瓜願意用肉眼直接看太陽，那麼他看到的就一定是白色圓盤，不可能是 “紅太陽”。但是在日出和日落之時，人們看到的太陽確實是紅色的，這是因為此時的直射光線要在幾乎與地面相切的方向上長距離地穿過稠密的大氣層，直射光中的每一種單色成分都按指數律衰減，短波成分迅速消逝了，最終自然是紅光佔絕對優勢。 儘管日出和日落之時的直射光是紅色的，但夕陽斜照下的白色牆壁不是呈現紅色，而是呈現橙黃色。這是因為，牆壁不僅接受到紅色的直射光，還接受到來自天空的散射光。這時的大氣和雲朵不是對白光進行散射，而是對已被濃密的大氣過濾過的以黃橙為主的直射光進行散射。散射光的光源亮度雖遠不及直射光的光源，但其面積遠大於直射光的光源。 白雲和烏雲都是由小水滴組成的。瑞利定律對小水滴不適用，因為該定律是以氣體分子的二次發射為依據的，而小水滴是比奈米粒子還要大的無色透明的球透鏡。它的所謂“散射光”實際上是反射光以及經過幾次折射後的透射光。 白雲和烏雲在“含水量”方面會有些差別，但“含水量”的提法是有點含糊的，詞不達意。它可以被理解為整個雲朵的含水量，也可以被理解為單個水滴的含水量。這兩種理解都有一定根據。烏雲能佈滿整個天空，白雲卻做不到。由此可見，就總趨勢來說，烏雲的含水量一般大於白雲。但是，天空裡的一絲雲既可以是白雲又可以是烏雲，大片的雲也有“白”、“烏”兩種可能性，夏日巨大的白雲團能在一瞬間變成翻滾的烏雲團，這就不能用含水量來解釋了。如果“含水量”是指“單個水滴的含水量”，那就準確了。; ^4 E9 ?$ H; ~ 從雲的形成過程來看，烏雲如果不是從別處飄來的，那就必定是由白雲變來的。白雲則不同，它除了可以從別處飄來或是由烏雲變來以外，還可以在萬里晴空的背景上突然“創生”。我在研究太陽能問題期間曾非常留意天空中雲情的變化，多次看到，藍天背景能在我目不轉睛的幾分鐘裡由藍色變成粉藍色，再變成邊緣模糊的淡淡的白雲片以至變成有清晰邊緣的白雲朵。從未見過烏雲能從藍天背景上突然冒出來。我還注意到：白雲變成烏雲多半是在雨前，烏雲變成白雲多半是在雨後。對此類現象的解釋是：夏日地表水在烈日下迅速蒸發，使空氣溼度越來越大；高空的溫度低於地表溫度，因而水蒸氣首先在高空到達飽和狀態和過飽和狀態；高空總會有一些灰塵，成為凝聚中心，使飽和蒸汽和過飽和蒸汽凝成細小的霧滴；霧滴足夠密集時，就成為肉眼可見的白雲；霧滴越來越大，白雲就變成為烏雲；烏雲中的水滴繼續變大，就變成雨滴；雨後空氣的溼度變小，水蒸氣重新回到不飽和的狀態，烏雲中的小水滴開始蒸發，體積越來越小，這樣就使烏雲變成白雲；白雲中的霧滴繼續不斷地蒸發，一旦全部汽化，白雲就消失了，重新露出青天。 白雲為何“白”？烏雲為何“烏”？夏日白雲團在一瞬間變成烏雲團的例子最能說明問題。在這種突變中，總水量基本上未變，太Sunny的投射角也基本上未變，顯眼的變化是“由白變烏”。這種事情總是發生在雷雨即將到來之時，這就表明“由白變烏”是水滴“由小變大”的結果。烏雲並不是無亮度的“黑雲”，而是有亮度的，並且其散射光實際上也還是白光，與白雲的散射光在光譜方面沒有差別，這是因為大水滴和小水滴對於可見光來說都是無色透明球透鏡，散射光的顏色由入射光的顏色決定。一旦明確了這一點，我們就能利用“亮度”來對白雲和烏雲作定量的比較。` 就單個水滴來說，散射光在特定方向上的通量與入射光的通量之比應當是一個常數，與水滴的大小無關。但就整個雲團來說，散射光的總通量與入射光的總通量之比就不是常數了。單個水滴的散射截面正比於線度的平方，體積和質量正比於線度的立方。這就意味著：在雲團總質量和總體積不變的情況下，如果水滴的半徑增大一倍，那麼單個水滴的散射截面就應當擴大為原來的 4倍，而水滴總數則縮小為原來的 1/8，意味著總散射截面是原先的一半。由此可見，如果白雲團中的水滴是屬於微米級，烏雲雲團中的水滴是屬於亞毫米級（即100微米）,那麼白雲的亮度就應當是烏雲的100倍。
天空有各種不同顏色的雲，我們所見到的各種雲的厚薄相差很大，厚度可達七八公里，薄的只有幾十米。有滿布天空的層狀雲，孤立的積狀雲，以及波狀雲等許多種。 很厚的層狀雲，或者積雨雲，太陽和月亮的光線很難透射過來，看上去雲體就很黑；稍微薄一點的層狀雲和波狀雲，看起來是灰色，特別是波狀雲，雲塊邊緣部分，色彩更為灰白；很薄的雲，光線容易透過，特別是由冰晶組成的薄雲，雲絲在Sunny下顯得特別明亮，帶有絲狀光澤，天空即使有這種層狀雲，地面物體在太陽和月亮光下仍會映出影子。 有時雲層薄得幾乎看不出來，但只要發現在日月附近有一個或幾個大光環，仍然可以斷定有云，這種雲叫做“薄幕卷層雲”。孤立的積狀雲，因雲層比較厚，向陽的一面，光線幾乎全部反射出來，因而看來是白色的；而背光的一面以及它的底部，光線就不容易透射過來，看起來比較灰黑。 日出和日落時，由於太Sunny線是斜射過來的，穿過很厚的大氣層，空氣的分子、水汽和雜質，使得光線的短波部分大量散射，而紅、橙色的長波部分，卻散射得不多，因而照射到大氣下層時，長波光特別是紅光佔著絕對的多數，這時不僅日出、日落方向的天空是紅色的，就連被它照亮的雲層底部和邊緣也變成紅色了。 由於雲的組成有的是水滴，有的是冰晶，有的是兩者混雜在一起的，因而日月光線透過時，還會造成各種美麗的光環或虹彩。 白雲為什麼是白色，烏雲為什麼是黑色？天空為什麼是藍色，太陽為什麼是紅色 散射有瑞利散射、丁鐸爾散射、喇曼散射之分。 “藍天”、“紅日”問題屬於瑞利散射類，散射中心是氣體分子，其尺寸比光波的波長小三個量級。. ~8 “白雲”、“烏雲”問題屬於丁鐸爾散射類，散射中心是透明的液滴，其尺寸多半在微米與亞毫米之間，即與光波的波長相近，或是比後者大1～2個量級 太陽的本色既不是紅色，又不是綠色，而是白色。維恩定律是揭示黑體輻射譜中最強的單色成分與溫度之間的對應關係，而不是說多色光引起的色覺由最強的單色成分決定。 “白”是多色光的綜合效果，是視覺效果。視覺意義上的多色光的“色”是屬於主觀的感覺，它與純客觀的單色光的“色”之間沒有必然的聯絡。彩電螢幕能顯示黃、橙、紫等種“視覺單色”，但這些色中實際上完全不含黃、橙、紫的單色成分，它們都是由紅、藍、綠三種單色成分按適當的比例配成的具有單色視覺效果的 “三色光”。 瑞利定律（散射光強度反比于波長的四次方）是專對分子散射而言的。利用瑞利定律不難證明：白光受散射後，散射光中的藍光（～0.45μm左右）的強度是紅光（～0.65μm左右）的4～6倍。 白天除了早晨和黃昏時分以外，人們視野內的大氣基本上是受到白光的照射。晴天來自天空的光都是空氣分子的散射光，其中藍、靛、紫成分佔80%左右。靛、紫兩種成分在太Sunny中佔的比例本來就不大，因而天空呈現藍色。 從上午8時至下午4時，太陽的直射光中遭到散射的部分是微不足道的。如果有哪個傻瓜願意用肉眼直接看太陽，那麼他看到的就一定是白色圓盤，不可能是 “紅太陽”。但是在日出和日落之時，人們看到的太陽確實是紅色的，這是因為此時的直射光線要在幾乎與地面相切的方向上長距離地穿過稠密的大氣層，直射光中的每一種單色成分都按指數律衰減，短波成分迅速消逝了，最終自然是紅光佔絕對優勢。 儘管日出和日落之時的直射光是紅色的，但夕陽斜照下的白色牆壁不是呈現紅色，而是呈現橙黃色。這是因為，牆壁不僅接受到紅色的直射光，還接受到來自天空的散射光。這時的大氣和雲朵不是對白光進行散射，而是對已被濃密的大氣過濾過的以黃橙為主的直射光進行散射。散射光的光源亮度雖遠不及直射光的光源，但其面積遠大於直射光的光源。 白雲和烏雲都是由小水滴組成的。瑞利定律對小水滴不適用，因為該定律是以氣體分子的二次發射為依據的，而小水滴是比奈米粒子還要大的無色透明的球透鏡。它的所謂“散射光”實際上是反射光以及經過幾次折射後的透射光。 白雲和烏雲在“含水量”方面會有些差別，但“含水量”的提法是有點含糊的，詞不達意。它可以被理解為整個雲朵的含水量，也可以被理解為單個水滴的含水量。這兩種理解都有一定根據。烏雲能佈滿整個天空，白雲卻做不到。由此可見，就總趨勢來說，烏雲的含水量一般大於白雲。但是，天空裡的一絲雲既可以是白雲又可以是烏雲，大片的雲也有“白”、“烏”兩種可能性，夏日巨大的白雲團能在一瞬間變成翻滾的烏雲團，這就不能用含水量來解釋了。如果“含水量”是指“單個水滴的含水量”，那就準確了。; ^4 E9 ?$ H; ~ 從雲的形成過程來看，烏雲如果不是從別處飄來的，那就必定是由白雲變來的。白雲則不同，它除了可以從別處飄來或是由烏雲變來以外，還可以在萬里晴空的背景上突然“創生”。我在研究太陽能問題期間曾非常留意天空中雲情的變化，多次看到，藍天背景能在我目不轉睛的幾分鐘裡由藍色變成粉藍色，再變成邊緣模糊的淡淡的白雲片以至變成有清晰邊緣的白雲朵。從未見過烏雲能從藍天背景上突然冒出來。我還注意到：白雲變成烏雲多半是在雨前，烏雲變成白雲多半是在雨後。對此類現象的解釋是：夏日地表水在烈日下迅速蒸發，使空氣溼度越來越大；高空的溫度低於地表溫度，因而水蒸氣首先在高空到達飽和狀態和過飽和狀態；高空總會有一些灰塵，成為凝聚中心，使飽和蒸汽和過飽和蒸汽凝成細小的霧滴；霧滴足夠密集時，就成為肉眼可見的白雲；霧滴越來越大，白雲就變成為烏雲；烏雲中的水滴繼續變大，就變成雨滴；雨後空氣的溼度變小，水蒸氣重新回到不飽和的狀態，烏雲中的小水滴開始蒸發，體積越來越小，這樣就使烏雲變成白雲；白雲中的霧滴繼續不斷地蒸發，一旦全部汽化，白雲就消失了，重新露出青天。 白雲為何“白”？烏雲為何“烏”？夏日白雲團在一瞬間變成烏雲團的例子最能說明問題。在這種突變中，總水量基本上未變，太Sunny的投射角也基本上未變，顯眼的變化是“由白變烏”。這種事情總是發生在雷雨即將到來之時，這就表明“由白變烏”是水滴“由小變大”的結果。烏雲並不是無亮度的“黑雲”，而是有亮度的，並且其散射光實際上也還是白光，與白雲的散射光在光譜方面沒有差別，這是因為大水滴和小水滴對於可見光來說都是無色透明球透鏡，散射光的顏色由入射光的顏色決定。一旦明確了這一點，我們就能利用“亮度”來對白雲和烏雲作定量的比較。` 就單個水滴來說，散射光在特定方向上的通量與入射光的通量之比應當是一個常數，與水滴的大小無關。但就整個雲團來說，散射光的總通量與入射光的總通量之比就不是常數了。單個水滴的散射截面正比於線度的平方，體積和質量正比於線度的立方。這就意味著：在雲團總質量和總體積不變的情況下，如果水滴的半徑增大一倍，那麼單個水滴的散射截面就應當擴大為原來的 4倍，而水滴總數則縮小為原來的 1/8，意味著總散射截面是原先的一半。由此可見，如果白雲團中的水滴是屬於微米級，烏雲雲團中的水滴是屬於亞毫米級（即100微米）,那麼白雲的亮度就應當是烏雲的100倍。