春天來臨,人們紛紛走出家門,投入大自然的懷抱。藍天白云與青山綠水交相輝映,宛如一幅絕美的畫卷。你可曾想過,為何晴朗天空如此湛藍?又為何日落時分,天際會染上一抹緋紅,恰似“夕陽無限好,只是近黃昏”的意境?
天空為什么
是藍色的?
人們通常所說的天空,其實是指地球周圍的廣大空間。在這個空間內,環繞著一層厚厚的大氣。
大氣除含有氣體成分外,還含有許多水汽、固態和液態的雜質微粒。太陽光在天空中的傳播,分為直射和散射,進入人們眼中的光不是直射光而是散射光。散射光的多少和強弱,與阻擋光前進的物質大小有關,也與色光的波長有關。
太陽光在進入大氣層傳播時,大氣分子和懸浮的微粒能把太陽光向四面八方散射出去,所以它們就成了散射光的光源。太陽可見光由紅、橙、黃、綠、青、藍、紫組成,不同色光波長不同,波長較短的紫、藍、青色光最容易被散射,而波長較長的紅、橙、黃色光透射能力較強,它們能透過大氣分子和微粒,保持原來的方向前進,很少被空氣分子散射。下層空氣分子主要散射藍色光線,所以,人們看到的天空是蔚藍色的。
天空“變色”藏著秘密
空氣越干爽,天空就越藍。若空氣中水汽多,較大粒子會散射波長較長的黃橙光,使天空變黃,預示可能有雨,即“天黃有雨”。
日出日落時,天邊會出現彩霞,這是陽光經大氣層散射產生的顏色。早上太陽升起,波長較短的青光、藍光等被散射,紅光、橙光穿透大氣,天空染上紅橙色形成朝霞,可能預示降雨,故有“朝霞不出門”之說。晚霞出現時,可能帶來降水的云系已隨地球自轉離開,預示雨云移去,天氣將轉晴,因此“晚霞行千里”。
人看到的“藍”
不是真正的藍
說到這里,你可能會疑惑:紫光波長比藍光更短,為何晴天看起來是藍色而非紫色?
這與人類的眼睛和大腦構造有關。雖然天空中散射的紫光確實多于藍光,但人眼并不能很好地識別它們。人類是三色視覺,對紅、綠、藍三種顏色最敏感。當接收到顏色信號時,大腦會解析并匹配一種顏色,從而讓我們感知色彩。相比紫光,我們的眼睛對藍、青、綠光的反應更強,信號強度也更高。盡管紫光存在,但其信號不如藍光強烈,因此大腦優先將天空處理為藍色。如果人眼對紫光更敏感,天空可能就會偏紫。
這就是藍天的真相——它并非完全藍色,而是大腦讓我們“看”到藍色。
天體其實是絢麗多彩的
在晴朗的夜晚,如果沒有光的干擾,我們抬頭看到的星空,會如同黑絲絨上點綴著銀光閃閃的鉆石。不過,在人們拍攝的“星空大片”中,那些星云卻有著豐富的細節和多彩的顏色。這是為什么呢?
雖然即便借助大口徑望遠鏡,我們用肉眼也看不到這些絢麗的星云星系,但宇宙中的天體確實是絢麗多彩的。
像太陽這樣的恒星是宇宙天體光線的主要來源之一,宇宙中數不勝數的恒星會因溫度不同從而表現出由黃到藍的顏色。通常情況下,恒星的表面溫度越高,所發出的光波長就越短,顏色就越偏藍;反之,溫度越低,發出的就是波長越長的光,顏色也就越偏黃。
同樣有顏色的,還有流星。當流星體快速闖入地球大氣層時,與大氣摩擦導致升溫,一些元素在高溫燃燒時會發出特定波長的光。也就是說,流星自身的化學成分是影響其顏色的重要因素。此外,當流星在穿過大氣層時,其路徑上的氧、氮等也因受熱而發出特定波長的光,它們也會為流星附加一些顏色。
(部分內容來源《華西都市報》)