■海德拉
抬頭,又是一個藍天白云的好日子。可是,天,為什么是藍色的?
多彩的陽光,為這道蔚藍色涂上了第一筆。太陽光的本質是來自太陽的所有電磁輻射,從最高能的紫外線,到肉眼可辨識的可見光,再到部分近紅外光譜。
光的能量越高,波長越短。因此在可見光中藍光和紫光的波長較短而能量較高,而橙光和紅光的波長較長而能量較低。所以,當白光經過三棱鏡時,不同波長的光就會被折射向不同的方向,造就奇妙的色散現象。
在天空中,類似的奇妙過程也在悄悄發生著,不過這個過程中發生作用的并不是什么人造的三棱鏡,而是天空中漂浮的各種微小粒子,氧、氮、水、二氧化碳以及氬等,這個過程叫做瑞利散射。
瑞利散射指的是像它們這樣半徑比光或者其他電磁輻射的波長小得多的微小顆粒對入射光束的散射。在氣體、液體和固體中瑞利散射都在悄然發生,只不過在氣體中最為明顯。根據瑞利散射的規律,光的強度越高,波長越短,被散射也就越厲害。因此,波長最短的紫光的散射頻率,要比波長最長的紅光的散射比例高出9倍以上。
當太陽高懸天空中央,陽光垂直或者稍有斜角地攝入大氣層,其實只有很少一部分的紅光會被散射,而藍光則大部分都被散射了,布滿了整個太空。
此時,當我們抬頭仰望天空,自然會感嘆于天空的澄澈與蔚藍。但是,在朝陽升起或者夕陽落下的時候,情況卻略有不同。太陽光接近水平射入大氣層,陽光中的偏藍光都因為瑞利散射而被散射到了我們看不到的角度,因此,天空就被印成了美麗的橙紅色。……