Question

为什么日落时的太阳比中午的太阳大？

Answer 1

太阳变扁的幻觉，不只出现在日落，太阳跳出地平线时也是如此。这是由于光通过空气时，速度每秒减慢87千米，因而光线折射也随之发生变化，所以，当落日下缘接触地平线时，折射使落日的高度和宽度之比为16.5：32，观赏者眼睛里的太阳自然就是扁的。

天文学家早就发现，地球大气会使光线散射。1871年，英国科学家瑞利证明，短波光的散射比长波光要强得多，所以，阳光中的短波光——紫色光被大气层中微小尘埃和空气分子散射要比长波光——紫色光被大气层中微小尘埃和空气分子散射要比长波光——红色光强10倍以上（这首先可以解释为什么天空总是蔚蓝色的）。由于日落日出的时候，光线所穿透的大气层增厚，而黄、红色光穿透能力最大，所以此时太阳看起来深黄、殷红。一般地讲，黄昏时空气中的烟尘要比清晨多。因为，落日颜色又不同于朝日。
由于地球表面和大气层都是弯曲的，接近地平线的太阳的光线穿过太气层时，其距离远大于高层，所以进入底层的光线迅速衰减，再加上太阳深入地平线后所造成的地球影子，就呈现出天空中蓝灰色的暗弧；而高层大气密度小，光散射弱，就产生了暗弧上的亮弧。这种奇妙的大气光学现象随着太阳的下落而升向天顶，随着黑暗的降临而消失。至于美丽的紫光，是因为肉眼的叠合效应，使通过大气尘埃的红色光与高层大气中较纯空气的蓝色散射光中合而产生的。
太阳变扁的幻觉，不只出现在日落，太阳跳出地平线时也是如此。这是由于光通过空气时，速度每秒减慢87千米，因而光线折射也随之发生变化，所以，当落日下缘接触地平线时，折射使落日的高度和宽度之比为16.5：32，观赏者眼睛里的太阳自然就是扁的。
最令人迷惑的幻觉，是日落时的太阳看上去要比高挂天空时大两倍半到三倍半，就像一个巨大的玉盘远挂天边。但实际上，在大气层，天文学家用各种仪器，包括用照相机拍照，已经证明黄昏的太阳与中午的太阳大小是一样的。
落日为什么是扁的呢？这是光的折射现象在捣鬼。
不少人都有这样的经验：把筷子插入一只盛水的杯子里，看起来筷子是折成两段的。这就是光的折射现象。光在密度大的物质中跑得慢，在密度小的物质中跑得快。水的密度比空气大，于是，光在水和空气的界面上速度突然改变，造成光线曲折。
那么在空中光线会不会曲折呢？也会。原来空气的密度也不是均匀的。由于地心引力的关系，地球表面大气密度大，越往高处空气越稀薄，密度越小。这种密度的差别并不大，通常察觉不到曲线由此产生的曲折。但是，太阳落山时，阳光斜着通过大气，距离很远，产生的折射已经可以使人明显地感觉到。这种折射越贴近地面越强。落日的上端和下端光线曲折得不一样，看起来就成扁的了。
在沙漠上或海面上，因为温度变化造成局部空气密度变化，也会使光线曲折。这样，人们有时就能看到平常看不到的远处景象，这就是所谓海市蜃楼。夏日炎炎之时，海水温度低于空气温度，贴近海面的空气密度大。因此，处于地平线下的景物发出的光线成拱形传播，向下折到我们眼中，看起来景物悬在空中，像是仙山琼阁。我国渤海中的蓬莱仙境就是这样形成的。沙漠里的情况则相反，沙石吸热，温度比大气高，甚至放进一枚鸡蛋也能煮熟。这样，沙石附近空气密度特别低，使远处树木发出的光线弯曲的，自下而上折入我们的眼睛，并且形成倒影。这使在荒漠上备受干渴之苦的驼队觉得临近大湖，遇到绿洲了。然而终于是可望而不可即的幻影。千百年来的这些海市蜃楼，曾引起人们多少美好的想象！
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