无云的天空为什么呈现蓝色?太阳光为什么在清晨和黄昏呈现红色?而在中午呈现白色?什么是色散?

Question

无云的天空为什么呈现蓝色?太阳光为什么在清晨和黄昏呈现红色?而在中午呈现白色?什么是色散?

Answer 1

为太阳光射入大气后,遇到大气分子和悬浮在大气中的微粒会发生散射.这些大气分子和微粒本身是不发光的,但由于它们散射了太阳光,每一个大气分子就变成了一个散射光的光源,向四面八方发出光.
在太阳光谱中,波长较短的如：紫、蓝、青等颜色的光波最容易被大气分子和微粒散射出来.波长较长的如：红、橙、黄等颜色的光波透射力最强,它们能透过大气分子而保持原来的前进方向.这样,光波的分离作用就此发生了.
在太阳的混合光中,紫光的波长最短,散射能力最大.太阳光线射入大气时,最初散射最强的是紫光.但是,紫光在没有到达地面之前就已经散射掉了,接近地面的紫光很少,而蓝光最多,所以我们在地面看天空是蓝色,而在高空则逐渐变成紫色.
而散射波长较长的黄、红、绿等色的光,在天空颜色发白/或是在傍晚或早晨,由于太阳斜射地面,通过较厚的空气层,蓝光在没有到达地面前就被散射掉了,而红色和橙色的光却被散射到地面上来,所以天空就会发白,有时还会出现彩霞.
中午太阳光垂直穿过大气层,通过距离较短,各种色光散射都较少,太阳光呈现白色.
色散指复色光（如太阳的光）分解为单色光（红橙黄绿青蓝紫）而形成光谱的现象叫做光的色散.色散可以利用棱镜或光栅等作为“色散系统”的仪器来实现.复色光进入棱镜后,由于它对各种频率的光具有不同折射率,各种色光的传播方向有不同程度的偏折,因而在离开棱镜时就各自分散,形成光谱.