天空为什么是蓝色的?而不是红色的、紫色的、绿色的、黄色的……,偏偏就是蓝色的,难道是因为它好看?接下来我们聊一聊这个话题,往下看↓
在晴朗的天气,我们看到的天空是瓦蓝瓦蓝的,而不是其他的颜色,什么呢?
如果你把光线设想为波浪那你就会猜破这个谜了。光其实是像一支浪那样在运动的。我们来设想一滴雨落在一个水洼里的情景。滴雨落到水面上时,就会产生波浪,波浪一起一伏地变成更大的圈,向着四面八方扩展开去。如这些波浪碰上一块小石子或一个的什么障碍物,它们就会反弹回来,改变了波浪的方向。
瓦蓝的天空
而阳光从天空照射下来,一样会连续不新地碰到某些障碍。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飘浮微粒,来源于汽车的尾气、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只是一滴雨水的一百万分之一,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,自然光就改变了自己的方向。
可是那么多颜色的光改变了方向,为什么只有蓝色被看到呢?你可能还是不明白。
我们还得回到刚才说的那个水洼里。
水洼里,小的波浪遇到小石子的话。水面便被搞得混乱不堪;但如果是一个“巨浪”,像你用手在水边掀起的那种“巨浪”,它就有可能干脆从石头上溢过去,并畅通无阻地到达水洼的对面边缘。那么,就像有大波浪和小波浪一样,各种各样颜色的光波也有不同的“波浪”,也就是波长:不过它们可不像水波的波浪,用肉眼是看不出它们的大小的,因为它们小得难以想象,只是一根头发的一百分之一!须要用用很灵敏的测量仅表才可以精确地测定出来。
根据科学家的测定,蓝色光和紫色光的波长比较短,相当于“小波浪”:橙色光和红色光的波长比较长,相当于“大波浪”,当遇到空气中的障碍物时,蓝色光和紫色光因为翻不过去那些障碍,便被散射得到处都是,布满整个天空——天空就是这样被“散射”成了蓝色。
黄昏时的天空
发现这种散射现象的科学家叫瑞利,他是在130年前发现的,他也是诺贝尔奖获得者。用散射现象,你就可以解释下面这些天象了:
比如在你头顶的天空是蓝色的。可是在地平线——天地相接的地方,天空看上去却几乎是白色的。为什么?就是因为阳光从地平线到你这个地方比起它直接从空中落下来,需要在空气中走的路程要远得多——而在一路上它所擦过的微粒子也自然就要多得多,这些大量的微粒子就这样多次散射出光,所以它显得白中透着淡蓝。当然,我们可以做一个小实验来验证一下:拿一杯水,把它放在一个黑暗的背景里,放进一滴牛奶,再拿一只手电筒照射杯子的一端,并靠近它,手电筒的光在水中即会显现出淡蓝色。如果你往水里放进的牛奶越多,水就越白,因为光一再地受到这些众多的牛奶微粒的散射,结果就是白色的。道理跟在地平线上空是白色的一样。
太阳落山时的傍晚,天空不显现蓝色面显现红色,正在下落的太阳也变成暗红色,也是一样的道理。由于傍晚的光在照射到你这个地方的路上所遇到的众多的微粒,使得阳光中的紫色的和蓝色的部分往四面八方数射开去,仅留下一点点使你的肉眼看得见的橙黄色光线——因为它们的波长长。“波浪大”,翻过了路上的障碍。
不过,细心的你也许会发现,天穹在落日后也还会在一段时间内星现深蓝色。这也曾经是科学家们关心的一件怪事,不过几个物理学家已经在50年前揭开了这个谜:导致黄昏时天空的蓝色,是一种特别的物质,这种特别的物质在离地球表面20至30公里的高空处聚集成厚厚的一个层面,叫臭氧层,这种气体对正在下落的太阳光起到像颜色过滤器那样的作用,它截获太阳光中的黄色和橙色的部分,却几乎无阻拦地让蓝色的部分道过。当最后的少许光消失时。所有的颜色才消失在黑暗的夜色中。
散发着蓝色光的海水
臭氧不仅导致黄昏的蓝色天空,还吞下一种你无法看见的特殊的光线:紫外线的光,或者称为紫外线。你一定曾经听说过,紫外线对所有的生物,有多么危险。如果它在人体裸露的皮肤上照射得太长久,那么就会得晒斑。臭氧层到处都有足够的厚度能截获尽可能多的紫外线:这对于我们这个星球上的全体生命来说,是极其重要的。
我们了解到了为什么我们眼中的天空是蓝色的。其实从地球以外望过来也是一样:覆盖我们地球三分之二面积的海水也散发着蓝光,陆地上虽然有土地的褐色或森林的绿色,然而上空却总是蓝色的——从宇宙中看来,整个地球都被裹着一块轻柔的蓝色面纱。
蓝色星球-地球
所以地球被称作“蓝色星球”是完全正确的,它那独特的蓝色,就是生命的颜色。