天為什么是藍(lán)的,而不是綠的或紅的呢?
首先你得明白一個(gè)道理：我們周圍的事物之所以顯現(xiàn)出顏色來(lái),僅僅是因?yàn)殛?yáng)光照射著它們.雖然陽(yáng)光看上去是白色的,但是所有的顏色：赤、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫,在陽(yáng)光里都存在.
天空里有這么多顏色,為什么我平時(shí)看到的只有藍(lán)色呢?你可能會(huì)問(wèn).
如果你把光線設(shè)想為波浪,你就會(huì)猜破這個(gè)謎了.光其實(shí)是像一個(gè)波浪那樣在運(yùn)動(dòng)的.我們來(lái)設(shè)想一下一滴雨落在一個(gè)水洼里的情景.當(dāng)這滴雨落到水面上時(shí),就會(huì)產(chǎn)生小波浪,波浪一起一伏地變成更大的圈,向著四面八方擴(kuò)展開(kāi)去.如果這些波浪碰上一塊小石子或一個(gè)別的什么障礙物,它們就會(huì)反彈回來(lái),改變了波浪的方向.
而陽(yáng)光從天空照射下來(lái),一樣會(huì)連續(xù)不斷地碰到某些障礙.因?yàn)楣馑仨毚┩傅目諝獠⒉皇强盏?它由很多很多微小的微粒組成.其中百分之九十九不是氮?dú)獗闶茄鯕?其余則是別的氣體微粒和微小的漂浮微粒,來(lái)源于汽車的廢氣、工廠的煙霧、森林火災(zāi)或者火山爆發(fā)出來(lái)的巖灰.雖然氧氣和氮?dú)馕⒘Ｖ皇且坏斡晁囊话偃f(wàn)分之一,但是它們也照樣能阻擋陽(yáng)光的去路.光線從這些眾多的小“絆腳石”上彈回,自然也就改變了自己的方向.
可是那么多顏色的光改變了方向,為什么只有藍(lán)色被看到呢?你可能還是不明白.
我們還得回到剛才說(shuō)的那個(gè)水洼里.
水洼里,小的波浪遇到小石子的話,水面便被搞得混亂不堪；但如果是一個(gè)“巨浪”,像你用手在水洼邊掀起的那種“巨浪”,它就有可能干脆從石頭上溢過(guò)去,并暢通無(wú)阻地到達(dá)水洼的對(duì)面邊緣.那么,就像有大波浪和小波浪一樣,各種各樣顏色的光波也有不同的“波浪”,也就是波長(zhǎng)：不過(guò)它們可不像水波的波浪,用肉眼是看不出它們的大小的,因?yàn)樗鼈冃〉秒y以想像,只是一根頭發(fā)的一百分之一!得用很靈敏的測(cè)量?jī)x表才可以精確地測(cè)定出來(lái).
根據(jù)科學(xué)家的測(cè)定,藍(lán)色光和紫色光的波長(zhǎng)比較短,相當(dāng)于“小波浪”；橙色光和紅色光的波長(zhǎng)比較長(zhǎng),相當(dāng)于“大波浪”.當(dāng)遇到空氣中的障礙物的時(shí)候,藍(lán)色光和紫色光因?yàn)榉贿^(guò)去那些障礙,便被“散射”得到處都是,布滿整個(gè)天空—天空,就是這樣被“散射”成了藍(lán)色.
發(fā)現(xiàn)這種“散射”現(xiàn)象的科學(xué)家叫瑞利,他是在130年前發(fā)現(xiàn)的,他也是諾貝爾獎(jiǎng)獲得者.
用“散射”現(xiàn)象,你就可以解釋下面這些天象了：
比如在你頭頂?shù)奶炜帐撬{(lán)色的,可是在地平線—天地相接的地方,天空看上去卻幾乎是白色的.為什么?就是因?yàn)殛?yáng)光從地平線到你這個(gè)地方比起它直接從空中落下來(lái),需要在空氣中走的路程要遠(yuǎn)得多—而在一路上它所擦過(guò)的微粒子也自然就要多得多.這些大量的微粒子就這樣多次散射出光,所以它顯得白中透著淡藍(lán).建議你做一個(gè)小實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證一下：拿一杯水,把它放在一個(gè)黑暗的背景里,放進(jìn)一滴牛奶,再拿一只手電筒照射杯子的一端,并靠近它,手電筒的光在水中即會(huì)顯現(xiàn)出淡藍(lán)色.如果你往水里放進(jìn)的牛奶越多,水就越白,因?yàn)楣庖辉俚厥艿竭@些眾多的牛奶微粒的散射,結(jié)果就是白色的.道理跟在地平線上空是白色的一樣.
太陽(yáng)落山時(shí)的傍晚,天空不顯現(xiàn)藍(lán)色而顯現(xiàn)紅色,正在下落的太陽(yáng)也變成暗紅色,也是一樣的道理.由于傍晚的光在照射到你這個(gè)地方的路上所遇到的眾多的微粒,使得陽(yáng)光中的紫色的和藍(lán)色的部分往四面八方散射開(kāi)去,僅留下一點(diǎn)點(diǎn)使你的肉眼看得見(jiàn)的橙紅色光線—因?yàn)樗鼈兊牟ㄩL(zhǎng)長(zhǎng)、“波浪大”,翻過(guò)了路上的障礙.
不過(guò),細(xì)心的你會(huì)發(fā)現(xiàn),天穹在落日后也還會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)深藍(lán)色.這也曾經(jīng)是科學(xué)家們關(guān)心的一件怪事,不過(guò)幾個(gè)物理學(xué)家已經(jīng)在50年前揭開(kāi)了這個(gè)謎：導(dǎo)致黃昏時(shí)天空的藍(lán)色,是一種特別的物質(zhì).這種特別的物質(zhì)在離地球表面20至30公里的高空處聚集成厚厚的一個(gè)層面,叫臭氧層.這種氣體對(duì)正在下落的太陽(yáng)光起到像顏色過(guò)濾器那樣的作用：它截獲太陽(yáng)光中的黃色和橙色的部分,卻幾乎無(wú)阻攔地讓藍(lán)色的部分通過(guò).當(dāng)最后的少許光消失時(shí),所有的顏色才消失在黑暗的夜色中.
臭氧不僅導(dǎo)致黃昏的藍(lán)色天空,還吞下一種你無(wú)法看見(jiàn)的特殊的光線：紫外線的光,或稱紫外線.你一定曾經(jīng)聽(tīng)說(shuō)過(guò),紫外線對(duì)所有的生物（當(dāng)然也包括對(duì)你）有多么危險(xiǎn).如果它在你的裸露的皮膚上照射得太長(zhǎng)久,你就會(huì)得曬斑.臭氧層到處都有足夠的厚度能截獲盡可能多的紫外線：這對(duì)于我們這個(gè)星球上的全體生命來(lái)說(shuō),是極其重要的.
可惜,在今天,這個(gè)生命攸關(guān)的保護(hù)層在許多地方都已經(jīng)變薄了,在南極上空甚至已經(jīng)形成了一個(gè)大的空洞.而破壞臭氧的兇手就是“氟里昂”—一種人們用來(lái)噴灑護(hù)發(fā)摩絲或用在冰箱和空調(diào)上制冷的物質(zhì).這是一種對(duì)臭氧層特別有害的物質(zhì),所以許多國(guó)家已經(jīng)不再使用這種“臭氧殺手”了.
今天我們學(xué)到了為什么我們眼中的天空是藍(lán)色的.其實(shí)從地球以外望過(guò)來(lái)也是一樣：覆蓋我們地球三分之二面積的海水也散發(fā)著藍(lán)光,陸地上雖然有土地的褐色或森林的綠色,然而上空卻總是藍(lán)色的—從宇宙中看來(lái),整個(gè)地球都被裹著一塊輕柔的藍(lán)色面紗.從大氣層外看見(jiàn)過(guò)地球的天文學(xué)家報(bào)道過(guò)這一情況.
所以地球被稱做“藍(lán)色星球”是完全正確的.它那獨(dú)特的藍(lán)色,就是生命的顏色.