是什么使天空看起来是蓝色的(What Causes the Sky to Look Blue)？

长期以来人们一直认为无法回答的一个永恒的问题是什么导致天空变蓝。现代科学和对光波的理解提供了一个答案，尽管许多错误的答案仍然流行。导致天空变蓝的原因是电磁散射的结果，利用来自太阳的光和地球大气中的粒子。与人们普遍认为的相反，天空看起来并不蓝，因为它反射的是海洋的蓝色要想了解是什么导致天空呈现蓝色，你必须了解光波是如何工作的。光波是一个振动的能量场，它以波的形式传播。从一个波到下一个波的距离称为波长，它决定了光的颜色太阳包含所有不同的颜色；所有的颜色混合在一起形成一个白光，它沿着直线传播直到撞到任何东西。根据它撞到的物体的不同，光可以分成不同长度的光波。最短的光波对应于蓝色和紫色，这两种颜色也包含了最多的光能量和最高频率。较长的光波构成橙色和红色，在日出和日落时可见光当光波打到气体粒子上时，例如那些构成地球周围大气的粒子，粒子可以吸收波的一些能量。无论粒子吸收什么能量，它都会辐射或反射。因为它们的频率最高，蓝色光波的吸收率要比其慢得多，雷利散射，一个以发现它的英国科学家的名字命名的过程，描述了导致天空呈现蓝色的原因。由于大气粒子表面的微观结构，蓝色吸收的光不只是向一个方向辐射或反射，它会向各个方向发射。当你看着天空时，你看到的是散射光在大气中反射。瑞利散射也描述了为什么天空在地平线上的颜色变亮。因为你看到的是更远的天空，光波通过更多的空气到达你身边。你看得越远，散射就越不集中，导致地平线边缘附近出现浅蓝色阴影。如果你想知道为什么日出或日落时天空变成红色和橙色，这也是一个散射过程。当太阳接近地平线时，它必须通过更多的大气。正如它所做的那样，穿过大气层较薄层的较长光波是唯一不会被散射完全扩散的波较长的光波形成橙色和红色，因此在日出和日落时可见光。流行的错误解释认为天空是蓝色的，因为光线从蓝色海洋反射过来。事实上，另一方面，海洋呈现蓝色与天空呈现蓝色是一样的，海洋反射的是天空的颜色，所以如果天空散射蓝光，海洋中的粒子会接收和散射大部分蓝光大气中分子散射的光创造了一片蓝天。