一、空氣太陽光的散射
地球周圍覆蓋著厚厚的大氣層,太陽光穿過大氣層時,光子與大氣分子碰撞,會發生散射——大量光子像乒乓球,遇到鐵球一樣的大氣分子,從而散射當四面八方。
我們知道,太陽光含有各種頻率的光子,也就是含有各種顏色的光,大氣分子對光子的散射能力,正比于光子頻率的四次方,因此,大氣對頻率最高的紫光、藍光散射最嚴重,對紅光、橙光、黃光散射要低得多。
如下圖所示,太陽光從左側射入大氣層,紫光、藍光被嚴重散射而運動到四面八方,而紅光、橙光、黃光卻可以較好的穿透大氣層運動到更遠。
二、天空為什么是藍色,朝霞晚霞為什么是紅色
我們抬頭看向天空,絕大多數時候都不會對著太陽,因此,進入我們眼睛的,絕大部分時候都是被空氣散射過來的紫光、藍光,所以天空看起來是蔚藍色的。同理,我們從外太空看地球,太陽光里的紫光、藍光部分被大氣散射進入我們的眼睛,所以我們看到地球是一顆藍色星球。海水反射來自天空的散射光,從上方看海水,海水呈藍色。
早晚時間,太陽光需要穿透很厚的大氣才能到達我們所在的位置,這時,太陽光中紫光、藍光部分在半路上都被嚴重散射,能夠到達我們所在位置的光,就主要是紅光、橙光和黃光,所以,我們看到太陽是紅色的,陽光是金色的,被陽光照射的白云呈紅色、橙色或者黃色,也就是火燒云。
三、血月
月全食時,仔細觀察可以看到,月亮還能看見,并且呈暗紅色,這實際上也是太陽光經過地球大氣散射后,藍光紫光半路上幾乎被散射完了,剩下紅光經大氣折射散射而到達月球,月球反射紅光,但是,到達月球的紅光也不是很強,所以月球呈現出來的就是暗紅色。這就是所謂的“血月”。
轉自恩譜談物理