為什么天空是藍色的
藍藍的天空恬靜的如一面明鏡,仿佛可以照映出整個大地。鳥兒不時的從天空中劃過一道道優美的弧線，你會好奇天空為什么是藍色的而不是其他顏色嗎?下面和小編一起來看為什么天空是藍色的，希望有所幫助！
為什么天空是藍色的 篇1
天空是藍色的原因
事實上天空之所以是藍色的原因是因為三個簡單的因素組合在一起：陽光是由許多不同波長的光組成的，地球的大氣層是由分散不同波長光的分子組成的，它們的大小不同，我們的眼睛也很敏感，把這三件事放在一起，陽光是由所有不同顏色的光組成的……我們的太陽的光球層非常熱，接近6000K，它發出一種廣譜的光從能量的紫外線到可見的，從紫色到紅色，然后深入到光譜的紅外部分。
的能量光也是短波波長(和高頻)光，而較低能量的光有較長波長(和低頻率)而不是高能的。當你看到一個棱鏡將太陽光分解成它的各個組成部分時，光產生分裂的原因是由于紅光的波長比藍色光長。
在我們的日常生活中不同波長的光反應不同與物質的反應是極其重要和有用的。微波爐上的大洞允許短波長的可見光出入，但要保持較長波長的微波光反射它。太陽鏡上的薄涂層反射紫外線、紫色和藍光，但允許長波長的綠色、黃色、橙色和紅色穿過。
這些微小不可見的粒子組成了我們的大氣層——像氮、氧、水、二氧化碳和氬原子一樣的分子，它們都散射所有波長的光，但更有效地散射短波波長的光。
因為這些分子比光本身的波長要小得多，所以光波長越短，它散射的越好。事實上它在數量上遵循一種叫做瑞利散射的定律，它告訴我們在人類視覺的短波波長范圍內的紫光，比在長波長范圍內的紅光多出9倍多。(波長的散射強度成反比的四次方:我∝λ-4)。
當陽光照射在地球大氣層的每一個角落的時候，光的紅光波長只會有11%的散射，所以在你的眼睛里就像紫色的光一樣。
當太陽在天空高時這就是為什么整個天空是藍色的。它在離太陽較遠的地方看起來更亮，因為在這些方向上有更多的大氣層(因此更多的藍光)。在任何方向上，你都能看到從陽光中發出的散射光，照亮了你眼睛和外太空之間的整個大氣層。這對天空的顏色有一些有趣的影響，這取決于太陽的位置和你在看的地方。
如果太陽在地平線以下光就必須穿過大量的大氣層。藍色的光分散在各個方向，而紅光則不太可能散射，這意味著它會到達你的眼睛。如果你在日落或日出之前乘飛機，你就能看到這種效果的壯觀景象。
從太空描述和宇航員返回的圖像來看，這是一個更好的視角。
在日出/日落或月升/月日落時，來自太陽(或月亮)的光必須經過大量的大氣層，離地平線越近，光線穿過的大氣層就越多。當藍光散射到各個方向時，紅光散射的效率要低得多。這意味著兩個光從太陽或月亮的磁盤本身變成了紅色的顏色,但也從附近的太陽和月亮的光線——撞到大氣和散射的光到達我們的眼睛——之前只有一次優先發紅了。
在日全食時當月亮的影子落在你身上，遮擋陽光直射到你周圍的大片區域時，地平線就會變成紅色，而不是別的地方。在全食的路徑上，光線照射在所有的方向上，這就是為什么在大多數地方，天空仍然是藍色的。但在視界附近，那些分散在各個方向的光很可能在到達你的眼睛之前再次散射。紅光是最可能穿過的光的波長，最終超過了更有效的散射藍光。
所以盡管如此，你可能還有一個問題:如果波長較短的光線更有效地散射，為什么天空不會呈現紫色?事實上，有更多的紫光來自于大氣而不是藍色的光，但也有其他顏色的混合。因為你的眼睛有三種類型的視錐(用于檢測顏色)，以及單色桿，這是所有四種需要在分配顏色時被你的大腦解釋的信號。
每一種錐體，加上桿對不同波長的光都很敏感，但它們都在一定程度上受到天空的刺激。我們的眼睛對藍色、青色和綠色波長的反應比對紫羅蘭更強烈。即使有更多的紫光，也不足以克服我們大腦傳遞的強烈的藍色信號。
這是三個因素的結合：
1、陽光是由許多不同波長的光組成的.
2、大氣中的粒子非常小，分散的短波波長的光比長波波長的光更有效.
3、我們的眼睛對各種顏色都有反應.
這使得天空對人類來說是藍色的。如果我們能非常有效地看到紫外線，天空就會出現更多的紫色和紫外線;如果我們只有兩種類型的視錐(像狗)，我們可以看到白天的藍天，而不是紅色、橙色和日落的黃色。但別被愚弄了：當你從太空看地球時它也是藍色的，但大氣層與它無關!
【天空組成物質】
要了解天空的組成必須提到大氣層，地球是被大氣層層層包裹起來的，所以也是我們所認識天空的另一種叫法。
大氣層(atmosphere)，地質學專業術語，地球就被這一層很厚的大氣層包圍著。大氣層的成分主要有氮氣，占78.1%;氧氣占20.9%;氬氣占0.93%;還有少量的二氧化碳、稀有氣體(氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣、氡氣)和水蒸氣。大氣層的空氣密度隨高度而減小，越高空氣越稀薄。大氣層的厚度大約在1000千米以上，但沒有明顯的界限。整個大氣層隨高度不同表現出不同的特點，分為對流層、平流層、中間層、暖層和散逸層，再上面就是星際空間了。
對流層在大氣層的最低層，緊靠地球表面，其厚度大約為10至20千米。對流層的大氣受地球影響較大，云、霧、雨等現象都發生在這一層內，水蒸氣也幾乎都在這一層內存在，還存在大部分的固體雜質。這一層的氣溫隨高度的增加而降低，大約每升高1000米，溫度下降5～6℃;動、植物的生存，人類的絕大部分活動，也在這一層內，因為這一層的空氣對流很明顯，故稱對流層。對流層以上是平流層，大約距地球表面20至50千米。平流層的空氣比較穩定，大氣是平穩流動的，故稱為平流層。在平流層內水蒸氣和塵埃很少，并且在30千米以下是同溫層，其溫度在-55℃左右，溫度基本不變，在30千米至50千米內溫度隨高度增加而略微升高。平流層以上是中間層，大約距地球表面50至85千米，這里的空氣已經很稀薄，突出的特征是氣溫隨高度增加而迅速降低，空氣的垂直對流強烈。中間層以上是暖層，大約距地球表面100至800千米，最突出的特征是當太陽光照射時，太陽光中的紫外線被該層中的氧原子大量吸收，因此溫度升高，故稱暖層。散逸層在暖層之上，為帶電粒子所組成。
大氣層又稱大氣圈，是因重力關系而圍繞著地球的一層混合氣體，是地球最外部的氣體圈層，包圍著海洋和陸地，大氣圈沒有確切的上界，在離地表2000~16000公里高空仍有稀薄的氣體和基本粒子，在地下，土壤和某些巖石中也會有少量氣體，它們也可認為是大氣圈的一個組成部分，地球大氣的主要成分為氮、氧、氬、二氧化碳和不到0.04%比例的微量氣體，這些混合氣體被稱為空氣，地球大氣圈氣體的總質量約為5.136×10^21克，相當于地球總質量的0.86%，由于地心引力作用，幾乎全部的氣體集中在離地面100公里的高度范圍內，其中75%的大氣又集中在地面至10公里高度的對流層范圍內，根據大氣溫度垂直分布和運動特征，在對流層之上還可分為平流層、中氣層、增溫層等。大氣層保護地表避免太陽輻射直接照射，尤其是紫外線;也可以減少一天當中極端溫差的出現。
除此之外，還有兩個特殊的層，即臭氧層和電離層。臭氧層距地面20至30千米，實際介于對流層和平流層之間。這一層主要是由于氧分子受太陽光的紫外線的光化作用造成的，使氧分子變成了臭氧。電離層很厚，大約距地球表面80千米以上。電離層是高空中的氣體，被太陽光的紫外線照射，電離層由帶電荷的正離子和負離子及部分自由電子形成的。電離層對電磁波影響很大，我們可以利用電磁短波能被電離層反射回地面的特點，來實現電磁波的遠距離通訊。
在地球引力作用下，大量氣體聚集在地球周圍，形成數千公里的大氣層。氣體密度隨離地面高度的增加而變得愈來愈稀薄。探空火箭在3000公里高空仍發現有稀薄大氣，有人認為，大氣層的上界可能延伸到離地面6400公里左右。據科學家估算，大氣質量約6000萬億噸，差不多占地球總質量的百萬分之一。大氣體積成分：氮78%、氧21%、氬0.93%、二氧化碳0.03%、氖0.0018%，此外還有水汽、塵埃、氣溶膠及大粒度懸浮顆粒。由于地磁場的保護作用，使得大氣層在太陽風及宇宙高能射線流的刮蝕作用下得以保存。
自然狀態下，大氣是由混合氣體、水汽和雜質組成。除去水汽和雜質的.空氣稱為干潔空氣。干潔空氣的主要成分為78.09%的氮，20.94%的氧，0.93%的氬。這三種氣體占總量的99.96%，其它各項氣體含量計不到0.1%，這些微量氣體包括氖、氦、氪、氙等稀有氣體。在近地層大氣中上述氣體的含量幾乎可認為是不變化的，稱為恒定組分。
在干潔空氣中，易變的成分是二氧化碳(CO2)、臭氧(O3)等，這些氣體受地區、季節、氣象以及人類生活和生產活動的影響。正常情況下，二氧化碳含量在20km以上明顯減少。
大氣中組分是不穩定的，無論是自然災害，還是人為影響，會使大氣中出現新的物質，或某種成分的含量過多地超出了自然狀態下的平均值，或某種成分含量減少，都會影響生物的正常發育和生長，給人類造成危害，這是環境保護工作者應研究的主要對象。
為什么天空是藍色的 篇2
天空本是無色透明的，而藍色不過是我們人眼看到的而已，因此，我們不能說天空是藍色的，應該說：為什么我們看到的天空是藍色的？關于這個問題，不僅是我們比較感興趣的問題，也是許多科學家比較感興趣的問題，比如英國物理學家丁爾文就用“散射”來解釋了這個問題、愛因斯坦則是用“熵增原理”解釋了這一問題。
下面，就這個看似簡單的問題，淺談一下自己的看法。
散射
開頭我們說過了，天空本無色，只是太陽光穿過大氣然后映射在了人的眼中才有了顏色，而這些顏色的來源就是太陽。太陽光照射到地球上，需要穿過大氣層，而大氣層中除了有水滴、冰晶、大氣分子之外還有許多的微小的懸浮物，這些物體都能夠反射太陽光，但是，不同的光的波長又有區別，比如橙光的波長比較的長，所以它能夠大部分的穿過大氣層射到地面上，而波長最短的光為紫光和藍光，這些光由于波長較短，所以容易被一些物體擋住從而進行散射。而藍色和紫色是最容易被散射的光，并且藍色加紫色為藍紫色，再加上其他顏色的干擾，紫色不太明顯，最后就剩下了明顯的藍色了。
有的小伙伴會問：為什么不是其他的顏色？而是藍色？
首先，紫色的波長比藍色的還要短，按理說，紫色散射后，應該是主色，但是紅綠藍是三基色，也是我們人眼中錐體細胞能夠清晰感知的顏色，而且紫色是由紅色和藍色融合后的色彩。在紫色被散射后，基色的紅色跟隨波長最長的紅色照射到了地面，而藍色與散射的藍色一起讓整個天空看起來更加的藍，而且天空中的臭氧層本身對紫色的吸收能力就比較的強。
至于其他波長較長的顏色，它們的穿透力比較的強，直接到達地面，沒有留在大氣中。因此，天空中留下的就只有波長短、頻率高的藍色了。
為什么傍晚的天空是紅色的？
“火燒云”是傍晚常見的一種自然現象，那時的天空一片紅色。既然上面說藍色的光被散射，為什么會呈現紅色呢？
主要原因云的問題。“火燒云”顧名思義就是云和“火”（也就是紅色的光）聚集到一起的時候，這個時候，由于云的增加，太陽光穿過云層變多變厚，許多紫色、藍色等波長較短的顏色直接被吸收，只留下了波長較長的光，而波長最長的光就是紅色、橙色，再加上太陽要落山時，與地面的角度由直射變為了斜射，這就增加了太陽光通過大氣層到達人眼的距離，距離的增加也讓藍色和紫色這些波長較短的顏色的散射效果變差。
因此，整個天空看起來就像是被“火”燒了一樣，變成一片紅色。
總結
太陽光跟彩虹一樣是由七色組成的，不同顏色的波長不同，當太陽光直射時，波長較短的光會被散射，將大氣“染”成藍色，而在太陽光斜射時，波長最長的紅色最具有穿透力，其他的光則被大量的折射掉。
這也就產生了天空藍色和紅色的區別了。
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