天空和海水为什么是蓝色的,请从物理学的原理深入浅出的,用通俗科普的语言解释一下,不只是简单说散射.为什么会发生散射,散射基本原理,等等系列问题

Question

天空和海水为什么是蓝色的,请从物理学的原理深入浅出的,用通俗科普的语言解释一下,不只是简单说散射.
为什么会发生散射,散射基本原理,等等系列问题

Answer 1

光的散射
　　光束通过不均匀媒质时,部分光束将偏离原来方向而分散传播,从侧向也可以看到光的现象,叫做光的散射.
天空蓝的解释：
如果阳光从天空照射下来,它就会连续不断地碰到某些障碍——即使没有下雨.因为光所必须穿透的空气并不是空的,它由很多很多微小的微粒组成.其中的大多数,百分之九十九不是氮气便是氧气,其余则是别的气体微粒和微小的漂浮微粒,它们来源于汽车的废气、工厂的烟雾、森林火灾或者火山爆发出来的岩灰.虽然氧气和氮气微粒比一滴雨水小一百万倍,但是它们也照样能阻挡阳光的去路.光线从这些众多的小“绊脚石”上弹回,并改变自己的方向：光线被散射出去,这是我们化学家和物理学家们的说法.波长短的蓝色光和紫色光比波长长的橙色光和红色光散射得多.所以散射的光中,紫光比红光几乎多10倍,而蓝光则几乎比红光多6倍.绿色的、黄色和橙色的光线,敌不过占优势的蓝色光线和紫色光线,所以我们觉得这些散射的光是蓝色的——天蓝色的.发现这一切的是英国物理学家和诺贝尔奖获得者瑞利勋爵,他在130年前就已经发现了：当光线透过空气偏离了它原来的直线方向时,光的波长不同,偏离的距离不同.后来人们为了向他表示敬意,便把这个散射过程叫做瑞利散射.如果你向天空看去,你主要看见的是阳光中被散射的蓝色的光,而不是未经散射的阳光.
如果要看见这种白色的、未经散射的光,这种笔直向你落下来的光,你就得直接朝着太阳看去.但是,你千万别这样做!因为直接照射的阳光很强烈,也很危险,它会在瞬间严重灼伤你的眼睛；如果你看久了,它会使你双目失明.
海水蓝的解释：
海水生来并不是蓝色的,如果你舀一点海水──不论是南极的还是北极的,也不论是太平洋的还是大西洋的,在实验室中观察,都是无色透明的.而大部分海水所以蓝得那样可爱,这完全是太阳光的巧手打扮.
太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光组成的.当这七种光在一起肩并肩走的时候,谁也看不出它们的真面目,只有当它们从一种物质跑到另一种物质中去,或者遇到了非常细小的障碍物时,波长越短的光,散射光越强.例如：紫光、蓝光,从一种物质到另一种物质,或者遇到阻碍时,就纷纷散射到周围去了,或者被折射回来.海水正是这种情形,它的颜色不但随着深度而变化,同时,海水要经常改变它的成分,每一个水的分子,每一颗微细的泥沙,就好像卫士一样,把守着海水的大门,不让光线深入进去.
在太阳光中,红光、橙光的波长较长,它们好像长了一双长腿一般,能绕过一切阻碍勇往直前.它们在前进当中,不断被海水吸收了,使得海水的温度升高、蒸发.蓝光和紫光一遇到阻碍就向四面散开,或者干脆就反射回来了.
海水越深,散射、反射的蓝光越多,我们看起来就像珐琅的溶液一样碧蓝了.