经验啦

  1. 首页 > 生活百科 > >

天为什么是蓝色的

蓝色知识百科为什么是

我们抬头就能看到天空，但是你有没有想过为什么天空是蓝色的 。下面我们就来看看吧!
原因
在晴朗的天气里空气中会有许多微小的尘埃、水滴、冰晶等物质，当太阳光通过空气时太阳光中波长较长的红光、橙光、黄光都能穿透大气层，直接射到地面，而波长较短的蓝、紫、靛等色光，很容易被悬浮在空气中的微粒阻挡，从而使光线散射向四方，使天空呈现出蔚蓝色 。
实际上发生散射的蓝光只是一小部分，大部分没有遇到微粒的蓝光、紫光还是直接射到了地球上，所以射到地球上的白光中仍然是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫 。
当大雨过后，你是否注意过天会更蓝，越是晴朗的天气，天越蓝，这是因为这样的天气里，空气中的尘粒、小滴、冰晶的数量会很多 。
拓展
这个“天蓝”解释，基本上是十九世纪中叶的水平 。它是英国物理学家丁铎尔(John Tyndall, 1820-1893)首创的 。常称作丁铎尔散射模型 。确实，“波长较短的蓝色光，容易被悬浮在空气中的微粒阻挡，……散射向四方” 。但它并不是“天蓝”的真正原因 。如果天蓝主要是由水滴冰晶等微粒的散射引起的，那末，天空的颜色和深浅，就应随着空气湿度的变化而变化 。因为当湿度变化时，空气中水滴冰晶的数目会明显变化 。潮湿地区和沙漠地区的湿度差别很大，但天空是一样的蓝 。丁铎尔散射模型解释不了 。到十九世纪末叶，丁的天蓝解释已被质疑 。
【天为什么是蓝色的】1880 年代，瑞利(John Rayleigh, 1842-1919)注意到，根本不必求助尘埃、水滴、冰晶等空气中的微粒，空气本身的氧和氮等分子对阳光就有散射，而且也是蓝色光容易被散射 。所以，空气分子的散射就可以作为“天蓝”的主因 。
然而，各个分子有散射，不等于空气整体会有蓝色 。如果纯净的空气是极均匀的，分子再多也没有“天蓝” 。就像一块极平的镜子，只有折射或反射，而极少　散射 。在均匀一致的环境中，不同分子的散射相互抵消了 。就如在一个集体纪律超强的环境(如监狱)中，每个人的独立和散漫行为被彻底压缩 。而“天蓝”靠的就是分子各自的独立和相互不干涉，或少干涉 。
为此，瑞利假定，空气不是分子的“监狱” 。相反，氧和氮等分子，无规行走，随机分布 。瑞利由这个模型算出的定量结果，很好地符合天蓝的性质 。1899 年，瑞利写了一篇总结式的文章“论天空蓝色之起源”[1]，开宗明义就说：
“即使没有外来的微粒，我们依旧会有蓝色的天” 。
“外来的微粒”即指丁铎尔散射所需要的 。从此，丁铎尔的天蓝理论被放弃 。瑞利散射成为“天蓝”理论的主流 。
瑞利的天蓝理论虽然很成功，瑞利的分子无规分布假定，也有根据 。然而，瑞利实质上还要假定空气是所谓理想气体，这是一个不大的，但也不可忽略的弱点 。因为空气不是理想气体 。
1910 年，爱因斯坦最终解决了这个问题 。爱因斯坦用当时刚刚发展的熵(混乱的度量)的统计热力学理论证明：那怕最纯净的空气，也是有涨落起伏的 。空气本身的密度涨落也能散射，也是蓝色光容易被散射 。密度涨落的散射，不多也不少，正好能产生我们看到的蓝天 。如果空气是理想气体，爱因斯坦的结果就同瑞利的一样 。所以，简单地说，天空蓝色之起因是：
“空气中有不可消除的‘杂质’，即空气自身的涨落 。密度涨落等对阳光的散射，形成了蓝天 。”
“天蓝”起源物理不是爱因斯坦首创，但最完整的理论是爱因斯坦奠定的 。所以说，“天蓝”物理学，完成于 1910 年 。

相关经验推荐


上一篇：水星的星体磁场是怎样的

下一篇：南水北调是从哪里开始到哪里结束