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天空为什么有不同的颜色

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晴朗的天空是蓝色的,这是人人皆知的事情。但天空有时是淡蓝色、白色,有时是黄色。天空为什么有不同的颜色?很多人说不出所以然。要想理清这一问题,首先要搞清两个概念:一是天空是由什么组成的,二是太阳光在天空中是如何传播的。  所谓天空是指地球周围的广大空间,在这个空间内环绕着一层厚厚的大气。大气是多种气体的混合物,除含有气体成分外,还含有许多水汽、固态和液态的杂质微粒。太阳光在天空中传播时,分为直射和散射,进入人们眼睛的光不是直射光而是散射光。散射光的多少和强弱,与阻挡光前进的物质大小有关,也与色光的波长有关。  天空是蓝色的,是太阳光线射入大气层后,遇到大气分子和悬浮在大气中的微粒发生散射的结果。太阳光在进入大气层传播时,大气分子和悬浮的微粒能把太阳光向四面八方散射出去,所以它们就成了散射光的光源。太阳可见光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫组成的。不同色的光波长不同,波长较短的紫、蓝、青色光波最容易被散射,而波长较长的红、橙、黄色光的透射能力较强,它们能透过大气分子和微粒,保持原来的方向前进,很少被空气分子散射。对下层空气分子散射来讲,主要是蓝色光线被散射出来。所以,人们看到的天空是蔚蓝色的。  低层大气中所见到的蓝色天空也不是一成不变的。有轻雾或有雾时,看到的天空是白色的;有霾时,看到的天空是淡蓝色。这是因为当空气中的尘埃和水滴较多时,由于他们的直径和太阳可见光的波长差不多,对各色光的散射程度基本相同,这些质点的散射光就是各色光的复合光,呈白色。这样天空的蓝色中就渗进了白色,而呈现淡蓝色,空气中尘埃杂质越多,天空蓝色就越淡。天空纯蓝往往出现在风雨过后,所以有“雨过天青”的说法。  有时空气中的水汽和尘埃较多,这些较大的粗粒子的散射和分子散射的性质大不相同,波长较长的黄橙光被散射的多一些,而总散射量也显著增长,此时天空呈黄色。反过来,天空呈黄色表明大气中存在着较大的水滴和尘埃,预示可能出现降水。因此,人们常说“天黄有雨”。

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