大自然中,為什么無(wú)色透明的空氣能呈現(xiàn)蔚藍(lán)的天空;白色的陽(yáng)光會(huì)變成殷紅的落日?這都是地球周圍的大氣層對(duì)陽(yáng)光進(jìn)行散射而形成的.
原來(lái),光在傳播過(guò)程中,遇到兩種均勻媒質(zhì)的分界面時(shí),會(huì)產(chǎn)生反射和折射現(xiàn)象.但當(dāng)光在不均勻媒質(zhì)中傳播時(shí),情況就不同了.由于一部分光線不能直線前進(jìn),就會(huì)向四面八方散射開來(lái),形成光的散射現(xiàn)象.地球周圍由空氣形成的大氣層,就是這樣一種不均勻媒質(zhì).因此,我們看到的天空的顏色,實(shí)際上是經(jīng)大氣層散射的光線的顏色.科學(xué)家的研究表明,大氣對(duì)不同色光的散射作用不是“機(jī)會(huì)均等”的,波長(zhǎng)短的光受到的散射最厲害.當(dāng)太陽(yáng)光受到大氣分子散射時(shí),波長(zhǎng)較短的藍(lán)光被散射得多一些.由于天空中布滿了被散射的藍(lán)光,地面上的人就看到天空呈現(xiàn)出蔚藍(lán)色.空氣越是純凈、干燥,這種蔚藍(lán)色就越深、越艷.如果天空十分純凈,沒(méi)有大氣和其他微粒的散射作用,我們將看不到這種璀璨的藍(lán)色.比如在2 萬(wàn)米以上的高空,空氣氣體分子特別稀薄,散射作用已完全消失,天空也會(huì)變得暗淡.
同樣道理,旭日初升或日落西山時(shí),直接從太陽(yáng)射來(lái)的光所穿過(guò)的大氣層厚度,比正午時(shí)直接由太陽(yáng)射來(lái)的光所穿過(guò)的大氣層厚度要厚得多.太陽(yáng)光在大氣層中傳播的距離越長(zhǎng),被散射掉的短波長(zhǎng)的藍(lán)光就越多,長(zhǎng)波長(zhǎng)的紅光的比例也顯著增多.最后到達(dá)地面的太陽(yáng)光,它的紅色成分也相對(duì)增加.因此,才會(huì)出現(xiàn)滿天紅霞和血紅夕陽(yáng).實(shí)際上,發(fā)光的太陽(yáng)表面的顏色始終沒(méi)有變化