当我们抬头仰望,天空通常呈现蓝色。这一日常现象的背后,是光与物质相互作用的精密物理过程。
太阳发出的白光,实际上是由不同波长的光组成的连续光谱。当这些光线穿越地球的大气层时,会与大气中的气体分子(如氮气和氧气)发生相互作用。
英国物理学家瑞利勋爵研究发现,这种相互作用的强度与光波波长的四次方成反比。这意味着,波长越短的光,越容易被大气分子散射。在可见光中,蓝光和紫光的波长较短,而红光和橙光的波长较长。
因此,当太阳光穿过大气层时,蓝光比红光更容易被空气分子向四面八方散射,从而充满了整个天空。当我们视线避开太阳直接观察天空时,接收到的主要就是这种被散射的蓝光,因此天空呈现蓝色。
科学延申:
在日出和日落时分,太阳光需要穿过更厚的大气层才能到达我们的眼睛。在此期间,大部分的蓝光在长途跋涉中被散射到了其他方向,而波长较长的红光则能更有效地穿透大气层,因此我们看到了绚丽的红色或橙色的霞光。
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