Question

天空为什么是蓝色的？

Answer 1

天空因为光有散射现象，所以看起来是蓝色。太阳光存在七种颜色，红光属于里面最不易散掉，而且波长最长，最不容易散射掉，而波长较短的紫蓝两种光则特别容易散射掉。人望向天空时，接近地面的空间主要依靠蓝光的散射，所以被太阳照亮的天空从地面看上去会以蓝色调为主，呈蓝色或近乎蓝色。

也可以换种说法，也就是由于空气中存在瑞利散射，阳光在大气的传播途中，偏蓝色的光更容易发生瑞利散射，进而被偏折到了与阳光本来传播的反向位置。所以我们就算不直对着太阳看，而是以多维角度向天空中其他位置上望去，也总有被空气分子散射的蓝色光子，于是我们的眼睛就能看到蓝天。

另一个原因是人类眼睛对紫光相对不太敏感，所以我们看到天空是蓝色的。英国物理学家瑞利在19世纪末期对此种现象做出了解释：人在地球表面是透过空气散射的太阳光来看天空。而位于洁净的大气中，大部分散射是空气中分子引起的，这些分子大小比可见光的波长要小很多。瑞利散射是由极小微粒产生的散射现象，其散射光强度与光波波长的四次方成反比。人类已知可见光的波长范围是400nm的蓝紫光至700nm的红光，而蓝紫光的散射强度过强，人眼实际接受无能。大气中的尘埃以及其他微粒散射蓝光的能力则大于其他波长较长的光能，这可是说是天空显出蓝色的一个原因。

大气本身其实是无色的，但天空中的大气分子，冰晶，水滴等和阳光一起，却可以共同构绘出一副蓝色的绝美图景。我们知道太阳光是由红橙黄绿青蓝紫七种颜色组成。而这七种颜色的光，波长各不相同。早在两千多年前的古希腊人就进行过系统研究，但仅停留在思辨阶段。直至19世纪初，丁达尔给出了令人信服的散射波长理论，也就是空气中存在的尘埃、颗粒、水蒸气等细小微粒对光线进行散射的波长正好集中于光谱的蓝色区域，因此天空呈现出蓝色。随着科技手段的不断进步，爱因斯坦通过精心计算，将光学和热力学相互结合，论证出天空是蓝色的这个结论。