因此,我们看到的夕阳的颜色是红色、橙色、黄色的;被夕阳照亮的晚霞,也是这个颜色。
经过大气层散射、过滤后的夕阳是橙红色的,晚霞也是这个颜色 图/@深圳旅游
依据此原理,不难解释,为何中午时分不能形成霞光。——中午的太阳光垂直射向我们,光线需要穿透的大气层厚度较小,短波和长波基本上都完好到达地面,因此我们看到的光线是无色的。
和晚霞对应的还有“朝霞”,道理是一样的。早晨的太阳光斜着穿透大气层射向我们,短波光线被散射掉了,只有长波光照亮了东方的天空和云朵。
朝霞的形成原理和晚霞是一样的 图/视觉中国
天空和大海为啥是蓝色的?
基于上面的“散射”原理,还有个有意思的话题可以继续说说。
太阳光是个魔术师,它不仅制造了美丽的朝霞和晚霞,还制造了很多大自然的假象,骗过了我们的眼睛。
比如,我们大家一直认为“天空是天蓝色”、“大海是海蓝色”,这是真的吗?
纯净的海水,呈现为海蓝色 图/视觉中国
其实准确地说,是太阳光照射到天空和大海,最终反射到我们眼睛中的颜色是蓝色,于是我们认为它们是蓝色的。
我们知道,大气是无色透明的,太阳光也是无色的,但光线通过大气层时,短波光被大气中的微粒和尘埃散射到太空中,且短波光中蓝光能量最大,所以我们看到,晴朗的天空是蓝色的。
晴朗的天空,呈现为天蓝色 图/视觉中国
实际情况是,这种蓝色就出现在靠近地面的大气层中。随着距离地面越来越远,高空中的大气密度越来越小,太阳光的散射作用减弱,天空的颜色也随着高度增加,由蔚蓝色变为青色(约8公里)、暗青色(约11公里)、暗紫色(约13公里)、黑紫色(约21公里)。
再往上,空气更加稀薄,光的散射现象更弱,那里的天空一片黑暗!
没有大气散射的地外空间,其实并非蓝色的 图/视觉中国
同样道理,光在水里也变起了魔术。
我们知道纯净的水是无色透明的,光线照进深水,短波蓝光同样被水中的微粒散射开来。于是,大海或湖泊的水也被这些散射光“染”成了蓝色!
纯净的水,本来是无色透明的 图/视觉中国
为何暴雨后的晚霞最壮观?
或许你会有疑问,依据以上说的光的散射原理,如何解释美丽的晚霞有时候有,有时候没有?有时候只是零星的几条,有时候非常壮观?
2011年5月20日,在北京看到的壮美晚霞 图/中新网
如我们刚才所说,晚霞是穿透大气层的太阳光照在云上“绘制”出的奇景。所以仅仅说光的特性,还不足以解释