天空为什么呈蓝色天空是蓝色的？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2011-09-24 06:50 标签： 天空为什么呈蓝色
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“天为什么是蓝色的”一百年发表于 2010 年 04 月 16 日
方励之“天空为什么是蓝色？”正确的物理解释完成于１９１０年，迄今整一百年。“天蓝”物 理学的一个重要应用，是光纤通讯，即高锟先生去年获得物理诺贝尔奖的项目。“天 蓝”物理学似乎很普及。凡是看过“十万个为什么”的初中生，都能说出它的“标准 答案”：
“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，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。”中文世界中，大小权威的教育和科学网站，大多仍采用上述“标准答案”，几乎一字不差 。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。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。
瑞利和爱因斯坦的“天蓝”理论，是普遍适用的。可以用来解释纯净空气中的“蓝天”现
象，也可以用来解释纯净的水，纯净的玻璃等液体或固体中的“蓝天”现象。当然，也有
该理论不适用的地方。多年前，听到过有人对着“蓝天”发（歌）情，“我爱祖国的蓝天 ”，千万不要误听为“我爱祖国的独立而又无规游荡的分子们”。高 锟先生在他为“光纤通讯”奠基的第一篇论文［３］中引用的第一个物理公式，就是爱
因斯坦的“天蓝”瑞利散射公式（即Ｅｉｎｓｔｅｉｎ－Ｓｍｏｌｕｃｈｏｗｓｋｉ公式
）。玻璃是凝固了的液体。即使最理想的玻璃，没有气泡，没有缺陷，玻璃中依旧有不可
消除的‘杂质’，即玻璃本身的不可消除的涨落。在光纤中传播的讯号（光波），会被玻
璃的涨落散射。“天蓝”机制，是光纤通讯讯号损失的一个物理主因。它是不能用光纤制 造技术消除的。只能选择“不太蓝”的光，减低它的影响。不 少权威的教育和科学（中文）网站上，正在报导高先生是“影响世界的华人”之最。高
先生的影响，确实遍及全球。有趣的是，这些网站本身，似乎并不在“被影响”之列。比
如，本文开头引用的“天蓝”解释，就还完全没有“被影响”。对青少年来说，那些“标 准解释”虽然不算是有毒奶粉，但也是过期一百年的奶粉。［１］Ｊ．Ｒａｙｌｅｉｇｈ，Ｐｈｉｌ．Ｍａｇ．ＸＬＶＩＩ，３７５，１８９９
［２］Ａ．Ｅｉｎｓｔｅｉｎ，Ａｎｎ．Ｐｈｙｓｉｋ，３３，１２７５，１９１０
［３］Ｃ．Ｋａｏ，Ｐｒｏｃ．ＩＥＥ，１１３，Ｎｏ．７，１９６６　２０１０，电动 力学课正讲到瑞利散射，Ｔｕｃｓｏｎ，
可参阅百度百科“瑞利散射”词条：……1871年，瑞利在经过反复研究，反复计算的基础上，提出了著名的瑞利散射公式，当光线入射到不均匀的介质中，如乳状液、胶体溶液等，介质就因折射率不均匀而产生散射光。瑞利研究表明，即使均匀介质，由于介质中分子质点不停的热运动，破坏了分子间固定的位置关系，从而也产生一种分子散射，这就是瑞利散射。瑞利经过计算认为，分子散射光的强度与入射光的频率（或波长）有关，即四次幂的瑞利定律正午时，太阳直射地球表面，太阳光在穿过大气层时，各种波长的光都要受到空气的散射，其中波长较长的波散射较小，大部分传播到地面上。而波长较短的蓝、绿光，受到空气散射较强，天空中的蓝色正是这些散射光的颜色，因此天空会呈现蓝色。……
作为对 马褂 答案的补充吧，摘自维基百科“”词条：瑞利散射可以解释天空为什么是蓝色的。白天，太阳在我们的头顶，当太阳光经过大气层时，与空气分子（其半径远小于可见光的波长）发生瑞利散射，因为蓝光比红光波长短，瑞利散射发生得比较激烈，被散射的蓝光布满了整个天空，从而使天空呈现蓝色，但是太阳本身及其附近呈现白色或黄色，是因为此时你看到更多的是直射光而不是散射光，所以日光的颜色（白色）基本未改变——波长较长的红黄色光与蓝绿色光（少量被散射了）的混合。那为什么天不是紫色的呢？因为人眼对不同颜色的敏感度不同，以黄绿色敏感度最高，往两边呈钟形分布，因此人眼对蓝色的敏感度远大于紫色，所以即使散射的可见光波长中紫光能量最高，人眼看起来仍是蓝色。夕阳为什么是红色的？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，你所看到的直射光中的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，只能说是非常昏暗的蓝黑色。如果是在月球上，因为没有大气层，天空即使在白天也是黑的。
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这是因为光在大气层发生了散射导致的
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有云彩，云是水蒸气，所以经过阳光折射后就显蓝色了
大气把其它光色吸收了
怎样回答呢(⊙o⊙)？？通常说法以上几位都说了，大气层的原因；但其实还有个原因就是人类入眼感官的问题。在南北极天空可能就会有彩色的了，呵呵。。。
我们所看到的蓝天是因为空气分子和其他微粒对入射的太阳辐射中的可见光进行选择性散射的结果。散射强度与微粒的大小有关。当微粒的直径小于可见光波长时，散射强度和波长的4次方成反比，不同波长的光被散射的比例不同，此亦成为选择性散射。当太阳辐射的可见光进入大气后，空气分子和微粒(尘埃、水滴、冰晶等)会将太阳光向四周散射。组成太阳光的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫7种光中，红光波长最长，紫光波长最短。波长比较长的...
当晴朗的白天时，天空是蓝色的。这是因为晴朗白天时，干洁大气中的空气分子主要是散射太阳辐射的短波，即蓝紫光，故天气是蓝色的。
波长长的红 橙 黄 光通过衍射穿过大气来到地面，而波长短的 蓝光则在天空中散射了，所以天呈现 蓝色。
因为大气层会散射太阳光中可见光中的蓝紫色光，所以我们看天空是蓝色的，如果没有大气层的话，我们看天空就会是黑色的。
因为大气中的尘埃等物质吧阳光中的蓝色光谱散射，所以看起来是蓝色的天空
貌似我已经是第n次看到这个问题了。楼主是什么原因呢，太懒了还是怎么搞的。
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