天空是蓝色的,云却是白色的,这是为何?
人们是靠眼睛来感受世界的美好的,所以当外界的光线投射到眼睛的视网膜上,才能够看到这个世界。除了本身就会发光的物体,那些不会发光的物体,透过阳光的折射也能被我们看见。
人类的眼睛中是有感知颜色的细胞的,如果没有这些细胞,那么看到的世界就是黑白的。一些人由于天生身体缺陷会失去感知颜色的能力,这也就是色盲。我们能够看到天空是蓝色的,云朵是白色的,是因为这是两种不同种类的散射。在光的散射中,散射光的波长可能会发生变化。对于天空来说,其中的颗粒波长比较小,当微粒限度比波长要小的时候,特定方向上的散射光强度和波长的四次方成反比。蓝色的波长是可见光中最短的,所以我们可以发现,蓝光是所有散射的可见光中光强最大的,这就形成了蓝色的天空。
对于云朵来说,它的组成部分大多数都是水,汽水汽的限度比波长要大。云是由水蒸气冷却后形成小水滴和小冰晶,且是悬浮在上千米的高空中的,是一种半透明的状态,这两种介质都是分布不均匀的,所以会发生散射现象。如果没有大气的干扰,太阳看起来就是白色的,如果太阳斜射阳光,就要穿过更厚,密度更大的水汽,所以波长比较短的光大多数都背散射了。阳光在到达人眼时,红光占比最大,所以大家看到太阳是偏红的。
当微粒的直径与波长相同时会发烧,米氏散射散射强度,和波长形成二次方反比。当阳光穿过云层时,各种色光散射强度差距不是很大,所以云看起来就是白色的,但是当云层比较厚的时候,阳光几乎不能照射下来,这个时候云就会变成灰色。