本文由地理蹊傾情首發(fā)編輯整理制作,雖免費(fèi)交流使用,但保留譴責(zé)直接拿過去作為自己成果的部分使用者的權(quán)利。 高顏值的藍(lán)天好像大多集中在秋天! 為什么秋天的天空看上去更藍(lán)?
首先我們要了解 這是很多充滿好奇心的小朋友都會(huì)問到的一個(gè)經(jīng)典問題。這個(gè)問題并不像關(guān)于宇宙的其它那些深邃龐雜的奧秘,我們有了這個(gè)問題的答案,這多虧了約翰·威廉·斯特拉特。
這位19世紀(jì)的物理學(xué)家因發(fā)現(xiàn)了氬元素,于1904年榮獲了諾貝爾獎(jiǎng),但是,真正讓斯特拉特名垂青史的,是因?yàn)樗l(fā)現(xiàn)了瑞利散射規(guī)律。 他因繼承了爵位,所以稱為瑞利勛爵第三,而這一規(guī)律就由此命名。瑞利散射規(guī)律闡述了光如何在大氣分子的散射作用下,呈現(xiàn)出不同的顏色。? 我們來回顧一下天空會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)色的基本原理:太陽(yáng)光是由多種顏色組成的,不同顏色的光,波長(zhǎng)也各不相同。比如,紅色光波長(zhǎng)最長(zhǎng),而在光譜的另一端,紫色光和藍(lán)色光的波長(zhǎng)最短。太陽(yáng)光線穿過地球大氣層,遇到一層很厚的大氣分子和灰塵顆粒。這些微粒的大小與波長(zhǎng)較短的光接近,所以更易散射藍(lán)色和紫色的光。最后就有了我們看到的蔚藍(lán)的天空。?
天空也并不是全天都是藍(lán)色的。在日出和日落時(shí),天空所呈現(xiàn)出來的顏色是紅色的。這是因?yàn)?/span>當(dāng)陽(yáng)光穿過大氣層時(shí),紫光通過散射逐漸衰減,透射后剩下的光中顏色偏于波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅光,紅光通過散射后依然是以波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光居多,因此這個(gè)時(shí)候看到的天空是紅色的。
日落后,天黑前,天空的顏色也不是藍(lán)色,而是呈現(xiàn)出深藍(lán)色。這是因?yàn)樵诰嚯x地面20~50km的大氣中,有一個(gè)被稱之為臭氧層的層面,它能大量吸收太陽(yáng)光中波長(zhǎng)較短的紫光,而波長(zhǎng)較短的藍(lán)光卻無法得到阻攔。因此,這個(gè)時(shí)間段的天空會(huì)呈現(xiàn)出深藍(lán)色。 “為什么看不到紫而看到的是藍(lán)色?” 我們先來了解為什么我們眼睛能看到顏色呢?當(dāng)陽(yáng)光普照大地的時(shí)候,一部分光線被吸收并轉(zhuǎn)換成熱能。而另一部分光線被物體反射則進(jìn)入了我們的眼睛。這樣便帶來了光明和色彩??傊?,物體本身沒有顏色,什么顏色的光進(jìn)入了你的眼睛,你就看到了什么顏色的物體。人的眼睛非常奇怪,不是所有的光都能看到。肉眼可以看見的光我們稱為可見光。人眼可見的太陽(yáng)光,看起來是白色的,其實(shí)呢,是由七種顏色組成,即:赤橙黃綠青藍(lán)紫。這七種光線的波長(zhǎng)是不同的,紅光最長(zhǎng),藍(lán)紫光最短。當(dāng)太陽(yáng)升起以后,大陽(yáng)光要普照大地了。但是太陽(yáng)光在到達(dá)你面前之前,要穿過包裹在地球外面的一層厚厚的大氣。你看到天空是藍(lán)色的,主要的原因就是這層大氣在出幺蛾子。這層大氣看起來透明,啥也木有,但是其中有很多小心機(jī),大氣中有百分之九十都是氮?dú)夂脱鯕?/span>分子,還有一些小的水汽,塵埃顆粒等等,這些小東西就成為太陽(yáng)光通過大氣層的絆腳石。但是這些絆腳石呢,賤賤的。它并不為難所有的光,只為難一部分光。俗話說,柿子撿軟的捏。這赤橙黃綠青藍(lán)紫中,誰(shuí)是軟柿子呢?? ?波長(zhǎng)短的是軟柿子唄。紅光因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)較長(zhǎng),非常strong,“嗖”的一下就越過了這些絆腳石,直接到達(dá)地面,跟著,橙、黃、綠光也闖了過去。這幾個(gè)“先鋒光”在傳播過程中不怎么改變方向,所以,你只有對(duì)著紅光看時(shí),紅光才能進(jìn)入你的眼睛。而藍(lán)光和紫光和藍(lán)光卻遇到了麻煩,被“截住了”,被絆腳石截住的藍(lán)光紫光會(huì)面臨什么呢?會(huì)被一頓“胖揍”。這些小分子把藍(lán)光紫光拋來拋去。 也就是說,藍(lán)光和紫光每遇到一個(gè)小分子就會(huì)改變傳播方向,遇到下一個(gè)再次改變傳播方向。這種現(xiàn)象是英國(guó)物理學(xué)家瑞利發(fā)現(xiàn)的,因此也叫做瑞利散射,瑞利憑此還拿到了諾貝爾獎(jiǎng)。藍(lán)紫光被大氣層里的浮塵、水滴推來搡去,反射來反射去,低空大氣中到處都是藍(lán)紫光,所以就把大氣層 '染'成藍(lán)色了。而我們人的眼睛結(jié)構(gòu)對(duì)藍(lán)光要比對(duì)紫光敏感,所以,當(dāng)你抬起頭望向天空,大概率是藍(lán)光進(jìn)入你的視線,所以天空就是藍(lán)色的了。簡(jiǎn)單的說,你把晴朗天氣下大氣看做一個(gè)過濾網(wǎng),留住了藍(lán)光,放走了其他顏色的光。“為什么越到深秋越顯湛藍(lán)?” 太陽(yáng)在天空的位置變低 隨著白天逐漸變短,太陽(yáng)在天空的軌跡逐漸下沉到地平線。這增加了更多散射出來的在地表肉眼可見的藍(lán)光數(shù)量。?
濕度越小,云霧越少 夏日炎炎,不斷創(chuàng)下溫度新高,而秋日送爽,終于帶來絲絲涼意。而且,不僅溫度降低了,濕度也減少了。由于空氣中水蒸汽減少,云層也不容易形成,霧氣也不再籠罩在城市中心了。于是就有了我們頭頂?shù)娜f(wàn)里晴空。 秋天樹葉的暖色與天空的藍(lán)色為互補(bǔ)色?
你如果在美術(shù)課也制作過色環(huán)的話,就會(huì)知道藍(lán)色與橙色為互補(bǔ)色。由于它們?cè)谏h(huán)上處于“對(duì)立”的位置,所以秋天,在金色、橙色和紅色的樹葉映襯下,本就已很藍(lán)的天空,其澄澈之美則更為凸顯。 最后順便安利一下為何霧霾天時(shí)天空是灰白色??啥是霧霾,空氣中有很多PM2.5顆粒,再加上一定的空氣濕度,整個(gè)城市上空看起來霧蒙蒙的,灰的發(fā)白,讓人分分鐘分不清楚是在天上還是人間。霧霾天與晴朗天空的大氣層不同,太陽(yáng)光穿過大氣時(shí)的絆腳石就不是氧氣、氮?dú)獾刃》肿恿耍?span>這個(gè)絆腳石是巨大的。PM2.5的顆粒大小在2.5微米左右,如果濕度大,包裹水汽的顆粒就更大,而可見光的波長(zhǎng)范圍在0.4至0.7微米之間,小于PM2.5的顆粒。此時(shí)不再發(fā)生瑞利散射,而是發(fā)生粗粒散射。粗粒散射沒有選擇性,各種波長(zhǎng)的可見光都會(huì)發(fā)生散射,太陽(yáng)光中的赤橙黃綠青藍(lán)紫光都會(huì)發(fā)生散射。所以此時(shí)天空就會(huì)呈現(xiàn)白色。所以天氣晴朗時(shí),大氣中的其他顆粒少,氧氣水汽分子比較小,會(huì)發(fā)生瑞利散射,留住藍(lán)光。而霧霾或者陰天,大氣中顆粒大,七色光都散射,于是就呈現(xiàn)白色。資料綜合自 ?中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)、素虎是老師 地理蹊整理
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