组图：色彩绚丽的天空 隐含精妙的物理知识[转]

小黑鸡

来源：腾讯科技


腾讯科技讯（过客/编译）伟大的美国作家拉尔夫·瓦尔多·爱默生说到：“天空是眼睛每日的食粮。”在某一时间我们发现自己躺在地上惊叹于我们上方的深蓝色天空以及形状变换的云层。但是天空千变万化的颜色，从深靛蓝到火红的金色，不仅美丽而且从科学上讲也使人着迷。对于天空色彩背后物理现象的解释将让我们了解光线的特性以及云彩位置变化导致的独特日落景色。


正如我们在理科班所学到的知识，光线以不同的光波长度和频率传播。大波长的光波（比如红色、橙色和黄色光线）拥有一种低频率，而短波长的光波（比如蓝色和紫色光线）则拥有一种高频率。当光线在外太空传播的时候，它含有所有不同波长的光线并且以直线传播。但是当光线照射到地球大气层的时候所有的这些情况都会发生变化。


当光线遇到相对较大的物体，比如说水滴或者粉尘，它们会向各个方向反射。然而气体粒子不如可见光的波长大，而且它们在释放光线之前会吸收一部分。色彩吸收的方式会因为色调的不同而不同，这些波长再一次释放出来的方式也是不同的。比如说蓝色这样的频率较高的光波，会比那些较低频率的光波色彩被吸收和释放的更多，低频率的色彩大多数直接穿过大气层。这就意味着蓝色和紫色光波被传播的到处都是，这样就产生了令人难以置信的蓝色天空。这种现象被称为“瑞利散射”，而且这种现象也会在宝石和玻璃中出现，正如照片中所展示的。与此同时，红色和黄色谱系的光波继续未受干扰的穿过大气层，使太阳和太阳光线看起来是呈现出黄色。


当太阳在天空中落下接近傍晚的时候，光波不得不穿过更多的大气层。结果几乎所有的蓝色和紫色光线都会被散射，使太阳看起来似乎更红而且不那么刺眼。不管人们怎么想，红色色调与空气污染总量毫无关系。事实上，阴霾和薄雾让落日的色彩并不鲜艳和清晰。薄雾中的多重颗粒尺寸通过滤掉和反射各种各样的波长而让天空变得凌乱。干净、清晰的空气会呈现最美的日落。


位于大气层高处的云层比如说卷云和高积云通常呈现出橙色和金色的灿烂色彩，形成最美的日落景色。它们位于如此的高度以至于它们会捕捉到那些没有穿过接近地面水平的阴霾、灰尘和薄雾的光线，这些光线就会失去它们大多数的色彩。当云层在大气层中更低的位置时会产生鲜明的色彩，这是一种好的现象表明低层大气层是纯净的（比如海洋、沙漠和热带地区上空的空气）。

————————
以上仅为转载，不一定代表个人见解。