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这是一个家长们每天都会被问到的问题,并且是一个很棒的问题 。
有些人觉得天空是蓝色是因为阳光将大海反射到天空里 。但是天空在大陆内部也是蓝色,附近没有一处海洋的地方!
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还有一些人以为原因是空气中的水分子,然而天空在极其干燥的地方也是蓝色,比如在沙漠 。
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利比亚撒哈拉沙漠上空的蔚蓝天空
那么,真正的原因是什么呢?
蓝色天空的原因要说到阳光和大气相互作用的方式 。
如果你曾经玩过三棱镜或是看到过彩虹,那你应该知道阳光是由不同颜色的光组成的,“ROY G. BIV”这个名字可以帮我们轻松记住这些颜色:红橙黄绿蓝靛紫 。(注,ROY G. BIV取于颜色首字母:red, orange, yellow, green, blue, indigo, and violet.)
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墨尔本郊区的彩虹,2017
这些可见光在电磁波谱中仅占非常小的一部分 , 电磁波还包括紫外线 , 微波和无线电波 。这就意味着这些看不到的波导致皮肤晒伤,使我们可以加热食物,以及让我们可以听到电台广播,它们都是光的不同形式 。
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光谱,波长与实物大小的对比 。
光以不同长度的波传播:有一些波长短 , 光的颜色更接近于蓝色,还有一些波长长,光的颜色更接近红色 。当阳光到达我们的大气层时,空气分子散射了蓝色的光而让红色的光通过 。科学家把这种现象叫做瑞利散射 。
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可见光光谱 。每种颜色的光从红色到蓝色,波之间的距离越来越短 。
当太阳高悬于天空时 , 它显示了它的真实颜色:白色 。而当日出和日落时,我们则可以看到一个更红的太阳 。这是因为阳光正在穿过一个更厚的大气层 。这个过程中 , 蓝光和绿光都被散射掉,而更红的光线则通过并将云层染为很漂亮的红色,橙色和粉色 。
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2017年冬至日,红色的阳光照亮墨尔本傍晚的云
瑞利散射还会影响我们看到的月亮 。当月亮在月全食期间穿过地球的阴影时,蓝色和绿色的光线散射在地球的大气层中,红色的光则可以穿过 。地球的大气层就像一只放大镜,将红色的光折射在月球上 。这使得月亮在此时染上一层怪异的暗红色 。
就因为这个原因 , 在许多文化中,包括澳洲的土著 , 都会将月全食与血联系起来 。
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2003年五月15日,月全食期间暗红色的月亮
瑞利散射在其他星球上也扮演着同样的角色 。你知道火星的天空也是蓝色吗?(当没有风暴将红色的灰尘扬进空气时,它确实是蓝色?。ㄒ胝咦ⅲ率瞪鲜前滋焓腔坪稚?nbsp;, 仅在日落时呈现灰蓝色,且火星空气稀?。挥刑嗳鹄⑸洌?反而灰尘大,以米氏散射为主,故天空颜色与散射角有关 。)
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1976年8月29日维京航天器拍摄到的火星天空
那么最后,天空是从哪里开始的呢?
这是一个很棘手的问题 。一只鸟从50米的高度飞跃我们 , 看起来它应该是在空中 。同样,飞机也是这样,但它们飞行高度超过10000米 。
“天空”仅是我们在大气层底部仰望的大气 。大气层的大部分向上延伸大约16千米,这也是大部分瑞利散射发生的地方 。
如果你曾看到过火箭进入太空的视频,你可以看到当火箭穿过大气层时 , 蓝色的天空逐渐消退成为黑色的背景 。
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观看航天飞机发射 。当航天飞机在地球大气层上方移动时,你可以看到天空从蓝色转为黑色 。
参考资料1.WJ百科全书
2.天文学名词
3. curious
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