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早晚的天空为什么是红色的?

发布时间:2019-07-22 21:06 来源:荆楚网

  人们常用“朝霞”,“晚霞”来形容我们常看到的早上和晚上时天空的颜色,但是,亲爱的小伙伴,你知道为什么早晚的天空为什么才会是红色的呢?这是什么原理呢?

  其实这是光的散射的缘故,可以用瑞利散射定律来解释。太阳光的本色是白色,由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等不同颜色的光线合在一起,不同颜色的光线合在一起在我们的眼中产生了白色的视觉。同时,太阳光也是广谱的,它还包含红外线、可见光、紫外线。这是构成散射的基础。太阳光的能量集中于以黄色光为中心的可见光。

  根据瑞利散射定律,瑞利散射的强度与波长四次方成反比,所以太阳光谱中波长较短的蓝紫光比波长较长得红光散射更明显,而短波中又以蓝光能量最大,所以在雨过天晴或秋高气爽时(空中较粗微粒比较少,以分子散射为主),在大气分子的强烈散射作用下,蓝色光被散射至弥漫天空,天空即呈现蔚蓝色。

  另外,由于大气密度随高度急剧降低,大气分子的散射效应相应减弱,天空的颜色也随高度由蔚蓝色变为青色(约8公里)、暗青色(约 11 公里)、 暗紫色(约 13 公里)、黑紫色(约 21 公里),再往上,空气非常稀薄,大气分子的散射效应极其微弱,天空便为黑暗所湮没。可以说,瑞利散射的结果,减弱了太阳投射到地表的能量。

  当日落或日出时,太阳几乎在我们视线的正前方,此时太阳光在大气中要走相对很长的路程,空气对穿过它的光线有散射作用。通过空气的光线会有一部分偏离原来的运动方向而离开了原来的光束,且光的波长越短(波长短的光对应于偏蓝的光,波长长的光对应于偏红的光)散射作用越大。太阳光穿过空气时偏蓝的光散射的多,偏红的光散射的少。我们所看到的直射光中的波长较短蓝光大量都被散射了,只剩下红橙色的光,这就是为什么日落时太阳附近呈现红色,而云也因为反射太阳光而呈现红色,但天空仍然是蓝色的。这就是为什么天空是蓝色的原因。同时,这也是日出或日落时太阳为红色或橙黄色的原因。

  有人会问,紫光的波长比蓝光的波长更短,天空为什么是蓝的而不是紫的?虽然说光的波长越短,被散射的越多。但是被散射的光线里还是各种波长的都有,就是说散射的光线里包含红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种颜色,这些光线综合在一起,在我们的眼中形成了天蓝色的视觉。早晨和傍晚,在日出和日落前后的天边,时常会出现五彩缤纷的彩霞。朝霞和晚霞的形 成都是由于空气对光线的散射作用。当太阳光 射入大气层后,遇到大气分子和悬浮在大气中的微粒,就会发生散射。这些大气分子和微粒 本身是不会发光的,由于它们散射了太阳光, 使每一个大气分子都形成了一个散射光源。

  我们看到睛朗的天空总是呈蔚蓝色,而地平线上 空的光线只剩波长较长的黄、橙、红光了。这些光线经空气分子和水汽等杂质的散射后,那里的天空就带上了绚丽的色彩。俗话说"早 霞不出门,晚霞行千里",这就是说,早晨出现鲜红的朝霞,说明大气中水滴已经很多,预示着天气将要转雨。

  如果出现火红色或金黄色的晚霞,表明西方已经没有云层,阳光才能透射过来形成晚霞,因此预示天气将要转晴。

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