在玻璃杯中制造“落日”

西達

聽，兩個“實驗迷”在討論什么？

“你有沒有想過，為什么天空是藍色的？為什么正午時分，太陽是黃色的，而日落時太陽變成了紅色？”

“這個嘛，我猜好像是跟大氣層有關系。”

“嗯，猜得還有點靠譜。不過，要想知道究竟為什么，咱們可以動手制造一個“大氣層”，來尋找答案。”

“動手制造“大氣層”？聽起來太酷了吧！”

做一做

地球被一層很厚的氣體包圍著，這就是大氣層。地球的大氣層是由氣體分子、水蒸氣和塵埃顆粒構成的。我們要制造“大氣層”，其實就是做一個大氣層的模型。

實驗用品：

一只透明的玻璃杯、一只手電筒、半勺牛奶、200毫升水

實驗步驟：

1. 在透明的玻璃杯中倒入200毫升水

2. 在水中加入半勺牛奶

3. 打開手電筒，讓光從玻璃杯的一側射入，然后從另一側觀察手電筒的光

4. 把手電筒從杯底向上照，然后從杯口向下觀察光的變化

你有什么發現？如果你的操作正確，就會發現，當手電筒的光從杯子的側面射入時，我們在杯子的另一側會看到黃色的光；而當手電筒從杯底向上照時，我們會在杯口向下看到橙紅色的光。

想一想

實驗做完了，也許你還一頭霧水。別急，現在咱們一起回顧一下最初的問題：天空為什么是藍色的呢？太陽光射向地球，當光穿過大氣層時，塵埃顆粒使光發生散射。太陽光是一種白色的光，它的光譜與彩虹的構成相同。波長較短的藍光在穿過大氣層時被散射的最多，所以天空呈現藍色。懸浮在水中的牛奶顆粒以同樣的方式使手電筒光束中的藍光發生了散射。

白天太陽的顏色是在大氣層將藍光散射后形成的，這樣，來自太陽表面的光還剩下紅色、橙色、黃色和綠色的混合光。因而，太陽在白天呈現出黃色。

當正午時分太陽在我們頭頂的時候，它離地球是最近的，而日落時，太陽在地平線附近，此時它離地球較遠，這時太陽光穿過大氣層的距離較長，所遇到的顆粒就更多。這時，除了藍光之外，相當多的綠光與黃光也在顆粒的作用下發生了散射。于是，此時的太陽在我們眼里是由橙色和紅色的光混合成的，自然變得紅彤彤的。

試一試

我們的實驗中，杯子中的液體混合物就相當于是大氣層，其中的牛奶顆粒就相當于塵埃顆粒。手電筒從杯底照向杯口時，光所經過的距離要比它從杯子的一側射向另一側所經過的距離長，因此有更多的光被散射了，而使得從杯底射出的光呈現出橙色。于是，我們就在杯中看到了“落日”。

我們還可以嘗試一下，如果不在杯中添加牛奶，當手電筒的光從不同的方向照向杯中的水時，我們會看到什么顏色的光呢？如果只添加4滴牛奶，對光的顏色會有什么影響呢？逐漸增加牛奶的量，光又會如何變化呢？