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1 # 微縮萬國
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2 # 不服軟的小軟
天空顏色的變化,其實是“光的魔術”
我們平常看到的太Sunny,屬於可見光。我們平常看到的白光,其實是由紅、橙、黃、綠、青、藍、紫這其中顏色的光混合而成的,而天空在不同時候呈現出不同的顏色,就與這些顏色的光有關係。
太Sunny在抵達地面的過程中,並非暢通無阻的,在遇到大氣中塵埃、水汽以及氣體分子的時候,光波會發生散射現象,向四周散去。一般來說,波長越短,散射作用越明顯。
在可見光的光譜當中,按照上面七種顏色的順序,光的波長是逐漸縮短的,也就是說,紅光的波長最長,紫光的波長最短——所以相對來說,紅光是最不容易被散射的,而紫光是最容易被散射的。
大氣層的密度隨著高度急劇下降,大氣分子的散射效應也相應減弱在大氣層的高層,空氣稀薄,只有波長最短的紫光大量發生散射,所以十公里以上的天空,其實更偏向於紫色;
而我們看到的天空之所以呈現藍色,就是因為隨著高度的降低、空氣密度的增加,藍光也大量發生散射。而藍色的程度不同,則是與大氣中的水汽和雜質多少有關——當空氣的純淨度越高,雜質越少的時候,被散射的光線更偏向於紫色,所以冬天沒當冷空氣過境的時候,我們看到的天氣就會藍得發紫;
當空氣中水汽或者雜質較多的時候,被散射的光線更偏向於青色,所以我們看到的天氣就是青藍色的;
而其餘波長較長的光,則是通過了層層阻礙,抵達地面,所以我們看到的Sunny,是略微偏向黃色的。
而傍晚的時候,太Sunny是斜射到地面上的,光抵達地面的路程變長了,再加上下午空氣對流活動比較強,將大量水汽和塵埃揚到了空氣中,所謂“夜長夢多”,路程長了,雜質多了,一些波長較長的光波也大量被散射,所以黃昏時,太陽周邊的天空,更多呈現的是橙色。如果此時天空中還有飄著些雲朵的話,就有可能出現“火燒雲”了。如有不準確之處,望不吝賜教!
太陽西下的時候天空會變成橙色,原因是西邊的天空把所有的藍色光都散射了。
白天的時候,天空是藍色的,其原理就是光的瑞利散射。太Sunny中,紫光的散射強度最大,但由於人的肉眼對紫光不敏感,所以我們就只能看散射強度僅次於紫光的藍光。
從下圖中我們可以看出,太Sunny在大氣層中的傳播距離在正午時最短,黃昏的時候是最長的。
太陽下山的時候,當太Sunny到達我們的肉眼時,紫光和藍光已經被散射了,剩下的就只有綠光、橙光、黃光和紅光。當我們同時看到綠光和紅光時,我們實際看到的顏色卻是綠色和紅色的混合色:黃色。所以,太陽剛開始下落時,天空會變成黃色。然而,隨著太陽逐漸西落,太Sunny中的綠光也被散射了,所以天空會逐漸變成橙色和紅色。