春天來(lái)臨,人們紛紛走出家門,投入大自然的懷抱。藍(lán)天白云與青山綠水交相輝映,宛如一幅絕美的畫卷。你可曾想過(guò),為何晴朗天空如此湛藍(lán)?又為何日落時(shí)分,天際會(huì)染上一抹緋紅,恰似“夕陽(yáng)無(wú)限好,只是近黃昏”的意境?
天空為什么
是藍(lán)色的?
人們通常所說(shuō)的天空,其實(shí)是指地球周圍的廣大空間。在這個(gè)空間內(nèi),環(huán)繞著一層厚厚的大氣。
大氣除含有氣體成分外,還含有許多水汽、固態(tài)和液態(tài)的雜質(zhì)微粒。太陽(yáng)光在天空中的傳播,分為直射和散射,進(jìn)入人們眼中的光不是直射光而是散射光。散射光的多少和強(qiáng)弱,與阻擋光前進(jìn)的物質(zhì)大小有關(guān),也與色光的波長(zhǎng)有關(guān)。
太陽(yáng)光在進(jìn)入大氣層傳播時(shí),大氣分子和懸浮的微粒能把太陽(yáng)光向四面八方散射出去,所以它們就成了散射光的光源。太陽(yáng)可見光由紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫組成,不同色光波長(zhǎng)不同,波長(zhǎng)較短的紫、藍(lán)、青色光最容易被散射,而波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅、橙、黃色光透射能力較強(qiáng),它們能透過(guò)大氣分子和微粒,保持原來(lái)的方向前進(jìn),很少被空氣分子散射。下層空氣分子主要散射藍(lán)色光線,所以,人們看到的天空是蔚藍(lán)色的。
天空“變色”藏著秘密
空氣越干爽,天空就越藍(lán)。若空氣中水汽多,較大粒子會(huì)散射波長(zhǎng)較長(zhǎng)的黃橙光,使天空變黃,預(yù)示可能有雨,即“天黃有雨”。
日出日落時(shí),天邊會(huì)出現(xiàn)彩霞,這是陽(yáng)光經(jīng)大氣層散射產(chǎn)生的顏色。早上太陽(yáng)升起,波長(zhǎng)較短的青光、藍(lán)光等被散射,紅光、橙光穿透大氣,天空染上紅橙色形成朝霞,可能預(yù)示降雨,故有“朝霞不出門”之說(shuō)。晚霞出現(xiàn)時(shí),可能帶來(lái)降水的云系已隨地球自轉(zhuǎn)離開,預(yù)示雨云移去,天氣將轉(zhuǎn)晴,因此“晚霞行千里”。
人看到的“藍(lán)”
不是真正的藍(lán)
說(shuō)到這里,你可能會(huì)疑惑:紫光波長(zhǎng)比藍(lán)光更短,為何晴天看起來(lái)是藍(lán)色而非紫色?
這與人類的眼睛和大腦構(gòu)造有關(guān)。雖然天空中散射的紫光確實(shí)多于藍(lán)光,但人眼并不能很好地識(shí)別它們。人類是三色視覺,對(duì)紅、綠、藍(lán)三種顏色最敏感。當(dāng)接收到顏色信號(hào)時(shí),大腦會(huì)解析并匹配一種顏色,從而讓我們感知色彩。相比紫光,我們的眼睛對(duì)藍(lán)、青、綠光的反應(yīng)更強(qiáng),信號(hào)強(qiáng)度也更高。盡管紫光存在,但其信號(hào)不如藍(lán)光強(qiáng)烈,因此大腦優(yōu)先將天空處理為藍(lán)色。如果人眼對(duì)紫光更敏感,天空可能就會(huì)偏紫。
這就是藍(lán)天的真相——它并非完全藍(lán)色,而是大腦讓我們“看”到藍(lán)色。
天體其實(shí)是絢麗多彩的
在晴朗的夜晚,如果沒有光的干擾,我們抬頭看到的星空,會(huì)如同黑絲絨上點(diǎn)綴著銀光閃閃的鉆石。不過(guò),在人們拍攝的“星空大片”中,那些星云卻有著豐富的細(xì)節(jié)和多彩的顏色。這是為什么呢?
雖然即便借助大口徑望遠(yuǎn)鏡,我們用肉眼也看不到這些絢麗的星云星系,但宇宙中的天體確實(shí)是絢麗多彩的。
像太陽(yáng)這樣的恒星是宇宙天體光線的主要來(lái)源之一,宇宙中數(shù)不勝數(shù)的恒星會(huì)因溫度不同從而表現(xiàn)出由黃到藍(lán)的顏色。通常情況下,恒星的表面溫度越高,所發(fā)出的光波長(zhǎng)就越短,顏色就越偏藍(lán);反之,溫度越低,發(fā)出的就是波長(zhǎng)越長(zhǎng)的光,顏色也就越偏黃。
同樣有顏色的,還有流星。當(dāng)流星體快速闖入地球大氣層時(shí),與大氣摩擦導(dǎo)致升溫,一些元素在高溫燃燒時(shí)會(huì)發(fā)出特定波長(zhǎng)的光。也就是說(shuō),流星自身的化學(xué)成分是影響其顏色的重要因素。此外,當(dāng)流星在穿過(guò)大氣層時(shí),其路徑上的氧、氮等也因受熱而發(fā)出特定波長(zhǎng)的光,它們也會(huì)為流星附加一些顏色。
(部分內(nèi)容來(lái)源《華西都市報(bào)》)
山東青年報(bào)·教育周刊學(xué)生版上半月2025年4期