天空為何是藍色? 文/簡麗賢 |2022.05.27 語音下載 1274觀看次 字級 大 中 小 光線照過梳子,被梳齒擋到的地方形成影子,沒擋到的地方,光線就穿過去了。圖/呂季原圖/呂季原圖/呂季原圖/呂季原圖/呂季原 文/簡麗賢「天空為何是藍色?」學生問我:「為什麼不是紫色?」解釋這問題與「瑞利散射」有關。光學現象 天天天藍眼睛看到大自然中的「顏色」,涉及光學反射、折射、散射等現象,以及人體眼睛的結構。人的肉眼覺察的太陽光,由不同顏色的光組成。「光」指的是可見光,本質是電磁波,亦即可見光是電磁波家族族譜的一種,波長大約介於400奈米到700奈米之間。不同波段的電磁波有其特定波長範圍,不同顏色的光對應不同波長。其中可見光波段的紅光,波長最長,能量較低;紫光的波長則最短,能量是可見光中最高。光具有直線前進的特性,因此產生影子和日食月食的自然現象。然而,當光遇到大氣中的塵粒、水滴或氣體時,部分的光被吸收或反射、折射。當光被氣體吸收時,不同波長的光,被吸收的程度也不同。波長較長的光,如紅光,被吸收的程度較低;較短波長的光,例如藍光,被吸收的程度較高。氣體吸收光後,透過輻射,把光射向不同方向,此現象稱為散射。太陽光射進地球大氣層時,藍光被大氣散射,我們仰望天空,看到天藍。瑞利散射 藍光首選解釋天空是藍色,採用「瑞利散射」理論。英國物理學家瑞利(John William Strutt)認為,當入射光照到直徑比光的波長小很多的粒子時,光會向四面八方散射,而且光的波長愈短,散射強度愈強,散射光強度與入射光波長的四次方成反比。當太陽光通過大氣時,波長較短的紫、藍光最容易被散射,而波長較長的紅、黃光散射程度較弱。所以,依據「瑞利散射」理論,光遇到大氣中的微粒,散射光的強度與此光的波長有關。人類肉眼所察覺的可見光,波長較短的藍光比較長的紅光更容易被散射;換句話說,藍光比紅光易發生瑞利散射,白天時天空易呈現藍色。也許你會問:「既然可見光中波長較短的光容易發生『瑞利散射』,紫光波長比藍光略短,天空豈不是天天天紫?」氣塵反射 藍天變色天空不是紫色,理由歸納兩種,一是太陽光的紫光與紫外線波段,進入大氣層後,容易被臭氧層吸收;另一是人類眼睛結構對藍光的光比較敏感,對紫光波段較弱。你可能再問:「夕陽西下,人約黃昏後,此時天空呈現的顏色偏紅,如何解釋?」可以這麼說,日落時,太陽在地平線下,與白天的太陽位置比較,陽光經過較長的路徑才到達我們的眼睛。波長較短的藍光比較容易被吸收和散射,只剩下波長較長的紅光,因此太陽看起來是紅色。如果當時大氣中分布大量塵粒或水滴,反射紅光,此時天空也會是紅色。 前一篇文章 誰也在水中換氣? 下一篇文章 動物的臭腳丫子 熱門新聞 01日本省電妙招! 冷氣室外機上放這個 電費秒降2022.06.2702史上最難產電影 《阿凡達2》靠蔬食完成2022.06.2803中職/未交選秀報名表 陳偉殷另有規畫考量2022.06.2904中職/林岳平驚訝新洋投來歷 初看名單不知「吹哨者」2022.06.2905影/確診康復記憶卡卡 吃香菜可改善腦霧2022.06.2906社論--地球暖化的解方2022.06.2707社論--俄烏戰爭何時了2022.06.2808金曲33/歌后蔡健雅金曲大贏家 再抱年度專輯 共獲四獎2022.07.0309金牌好手靠蔬食 找出回春養生之道2022.07.0210【延伸閱讀】 我沒有嘴巴2022.06.28 訂閱電子報 台北市 天氣預報 台灣一週天氣預報 相關報導 我到幾歲 就不會再長高了?頭髮和指甲 為何能一直長?鳥鼻子【玉子手札】迷人海鳥破鏡怎麼重圓?鏡中有乾坤 作者其他文章悠遊卡原理 神奇電磁感應溝通超導體 讓高速列車漂浮成真極速飛彈的音爆現象護國神山 台灣半導體產業地震 知多少【創意海風琴 】神奇公共藝術