在課本上我們曾經學到的知識是，空氣中存在著很多微小的顆粒，Sunny經過它們，藍光被散射的最多，所以，我們看到了天空是藍色的。

還有另一個說法是，天空之所以是藍色的，是因為那是臭氧本來的顏色。

這兩個說法看似合理，但在一塵不染的天空為什麼是藍色？沒有臭氧的大海，為什麼也是藍色的呢？

要解釋這個現象，首先要明白一個名詞：瑞利散射。

它是指微粒尺度遠小於入射光波長時（小於波長的1/10），光散射強度與入射光的波長四次方成反比，這種現象稱為瑞利散射。

說人話！

這是一種光學現象，當微粒足夠小的時候，光線經過它時，波長越小散射作用越強。

上圖是各種光波長的對比，在可見光中，紅光的波長是最長的，而紫光是最短的，藍光僅次於紫光。

好了，我們運用瑞利散射的原理，來解釋下，天空為什麼是藍色的？

一束太Sunny射向地球，各種波長的光混合在一起，是白光。如果沒有空氣的散射作用，站在地面上的你看到的將是黑色的太空，只有太陽是明亮的。

此時，光開始進入大氣層，並被空氣分子們散射，紅光因為波長很長，所以很輕易的就穿了過去，直接到達了地面，而藍光則不一樣，它被空氣分子們散射開來，讓藍光充滿了天空，進而讓天空呈現出蔚藍的顏色。

等等，照我這麼說，紫光波長更短更容易被散射，那天空應該看起來是紫色啊？！

沒錯，紫光更容易被散射，但是它在可見光中所見的比重很小，還有我們眼睛腫的視覺細胞對藍色更加敏感，而對紫色是不敏感的。這就是天空沒有變成紫色的原因。

瑞利散射可以用於解釋很多自然現象。

晚霞為什麼是紅色，就是因為太Sunny線要穿過更厚的大氣，藍光被散射地很厲害，反而紅光輕而易舉的穿過，照射到雲層上，進而反射到了我們眼中，讓雲變成了紅色。

為什麼大海是藍色的，也是瑞利散射，藍光被散射的原因。

這下，你明白了嗎？

過去一直有人認為，因為天空是藍色的，大海反射了天空的顏色，所以，大海是藍色的。其實，這種說法不對，天空和大海呈現藍色，都是因為對太Sunny的散射，但彼此不相互影響。

牛頓最早用實驗證實，太Sunny是由紅橙黃綠藍靛紫七種色光組成的。不同顏色的光波長不同，按紅橙黃綠藍靛紫的順序，波長逐漸減小。太Sunny進入大氣層後，大氣中的氣體分子和微塵會使太Sunny發生散射，並且，不同波長的光散射程度不同，波長越短，散射的越厲害。因此，太Sunny中的紅橙黃光散射較弱，藍靛紫光散射較強，所以看到天空是藍色的。同樣，太Sunny照射海水，大海表面的水分子使太Sunny發生散射，散射比較強的依然是藍靛紫光，所以，大海也是藍色的。

另外，早晚太陽斜射大地，在大氣層中穿過的厚度更大，藍靛紫光散射的更厲害，能穿過大氣層傳播到大地的太Sunny中紅橙黃光相對就強烈一些，所以，看起來太陽紅彤彤的。

還有，發生月食時，本來太Sunny不能照射到月亮，月亮也就不會有光線反射到地球，人眼看不到月亮，事實是，我們不僅能看到月亮，而且能觀賞到一種天文奇觀：紅月亮。首先，太Sunny在穿過不均勻的大氣層時，並不是沿直線傳播，而是不斷改變傳播方向，結果就有光線照射到月球上。其次，照射到月球上的太Sunny從大氣層穿過，比早晚時人們看到的太Sunny穿過的大氣層厚度整整多了一倍，散射得更厲害，藍靛紫光更弱。再經月亮反射後回到地球，又要進一步散射，進入人眼的主要就是紅光。不過，由於月亮反射光的能力較弱，進入人眼的光線比太Sunny要弱得多，所以，看到的月亮是暗紅色。

這個問題我相信很多人小時候都問過大人們，我小時候也問過，記得當時媽媽跟我說“那是因為海水是藍色的，所以把天空照藍了”我小時候也就信以為真了。直到我學了物理後才知道，天空之所以是藍色的那是因為大氣對太Sunny的散射作用，使我們看到的天空呈現藍色。地球表面被大氣包圍，當太Sunny進入大氣後，空氣分子和微粒會將太Sunny向四周散射。太Sunny是由紅、澄、黃、綠、藍、靛、紫七種光組成，以紅光波長最長，紫光波長最短。波長比較長的紅光等色光透射性最大，能夠直接透過大氣中的微粒射向地面，而波長較短的藍、靛、紫等色光，很容易被大氣中的微粒散射。在短波波段中藍光能量最大，散射出來的光波也最多，因此我們看到的天空呈現出蔚藍色。

也真是難為我小學沒畢業的媽媽了。