天空为什么是蓝色的?白云为什么是白色的?

Question

天空为什么是蓝色的?白云为什么是白色的?

Answer 1

谁都知道天是蓝色的,但是却不一定人人都知道为什么是蓝色的.
在我们地球的上空,包着一层厚厚的大气层.空气是没有颜色的,那蓝色是从哪里来的呢?
太阳光里有七种颜色：红、橙、绿、黄、蓝、靘、紫.红光最强,橙、黄、绿也比较强,最弱的是蓝、靘和紫.当太阳光透过厚厚的大气层时,红光跑得最快,一下子穿过去了；跟着橙、黄、绿光也闯过去了；蓝、靘光的大部分却被大气层扣留下了,它们被大气层里的浮尘、水滴推来搡去,反射来反射去的,结果把大气层“染”成蓝色的了.
在地面上看天空是蓝色的,要是乘在飞机上往外看天空,天空更蓝了；如果乘在宇宙飞船到更高的地方看天空,那么天空不是蓝色的,而是紫色的,因为最最弱的紫光,它们的大部分连大气层的头道门都进不来.
这是由于空气对太阳光散射造成的.
太阳光是广谱的,包含红外线、可见光、紫外线.它的能量集中于以黄色光为中心的可见光.可见光又可分成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等不同颜色.这些不同颜色的光线合在一起在我们的眼中产生了白色的视觉.所以太阳光的本色是白色.
空气对穿过它的光线有散射作用.通过空气的光线会有一部分偏离原来的运动方向而离开了原来的光束,且光的波长越短（波长短的光对应于偏蓝的光,波长长的光对应于偏红的光）散射作用越大.
太阳光穿过空气时偏蓝的光散射的多,偏红的光散射的少.这就是为什么天空是蓝色的原因.同时,这也是日出或日落时太阳为红色或橙黄色的原因.
有人会问,紫光的波长比蓝光的波长更短,天空为什么是蓝的而不是紫的?虽然说光的波长越短,被散射的越多.但是被散射的光线里还是各种波长的都有.就是说散射的光线里包含红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种颜色.这些光线综合在一起,在我们的眼中形成了天蓝色的视觉.
云为什么是白色的
天空中的云是小水滴和空气中的粉尘组成的,它们的直径要比太阳光的任何一种颜色的光的波长都要长得多,所以发生瑞利散射的情况很少.一部分阳光被反射到空中；一部分发生迈以散射,然后散射的光射到地球,但迈以散射不改变太阳光中任何颜色的光；还有一部分直接穿透水滴之间的缝隙.上述3种情况都对阳光的成分没有影响,所以看上去天空中的云是白色的.但是当云层越来越厚时,小水滴越来越多,几乎连成一片,太阳光和迈以射散的光不能或者很少能穿透云层,这时白云就变成乌云了.
正是在太阳光通过大气层入射到地球表面的过程中,大气层中的空气分子或其他微粒会对阳光有吸收,反射、透射等作用,从而形成了蓝天、白云和绚丽的落日余辉和晨时朝霞.如果没有大气层和其他微粒,即使是白天,太阳看上去也只是一个孤零零的明亮的球,天空也将是漆黑一片,所以空气不但给我们提供了赖以生存的条件,也使我们的天空变得多姿多彩.