太阳光照射天空使天空呈现蓝色,为什么是蓝色而不是紫色或者其他色呢?
太阳照射下的天空
这并不是因为大气本身是蓝色的,也不是因为大气中含有蓝色的物质,而是由于大气分子和悬浮在大气中的微小粒子对太阳光散射的结果。而太阳光线人类可见的光为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色,其中绿色和蓝色被散射得最厉害,所以天空呈现蓝色。为什么不是紫色或者其他颜色呢?这是受到七种光线的波长和频率的影响。
七色光
下面来看看太阳光的波长、频率和散射程度之间的关系。
太阳光的波长
由于波长不一样,所以导致颜色不一样,其波长范围分别为:
1、红光:波长范围:625~740nm;
2、橙光:波长范围:590~610nm;
3、黄光:波长范围:570~585nm;
4、绿光:波长范围:492 577nm;
5、靛光:波长范围:420~440nm;
6、蓝光:波长范围:440~475nm;
7、紫光:波长范围:380 420 nm。
波长越长,人眼视网膜对其的接受能力越强,即波长越长,人眼可见度越高。
太阳光的频率
光的频率与波长相反,波长越长,频率越低,红光频率最低,紫光频率最高,频率从高到低排序为:
紫光 蓝光 靛光 绿光 黄光 橙光 红光。
太阳光的散射
散射光线的量与光波长的四次方成反比。所以,波长越短,频率越高,散射得越厉害,散射程度从强到弱排序为:
紫光 蓝光 靛光 绿光 黄光 橙光 红光。
由此推知,蓝光的散射量是红光的(700/400)4 ~= 10倍。
光的散射
按理说散射程度最高的是紫色,天空不应该是紫色吗?
有以下几个原因:
1、紫色光线在太阳光里的占比较少;
2、紫色光线经过臭氧层时,大部分被吸收;
3、蓝色光波长高于紫色波长,人眼对蓝色的接受能力高于对紫色光线的接收能力。
所以,最终我们看到的天空才会呈现蓝色。
拓展
为什么交通信号灯用红绿橙黄等色?
答:波长越长,传输距离最远,人眼越可见。
波长:紫光 蓝光 靛光 绿光 黄光 橙光 红光。