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白色天际围绕的蓝天 蔚蓝的天空，我们已经习以为常了，可你是否注意过地平线附近的那一圈白色的天际吗？天空为什么是蓝色的，我们已经知道了，那么天际为什么是白色的，你知道吗？ 其实不仅天空是蓝色的，附近的山峦也是蓝色调的，而天际是白色的，远处接近地平线的山峦也是白茫茫一片。这一切也都是要到阳光散射中去寻找原因。 光的散射有一个特性，当光照射到比波长小的粒子上（例如空气分子）时，各个方向散射的强度与波长的4次方成反比！也就是说，红光波长约是蓝光波长的1.68倍，那么蓝光散射的强度就是红光的1.684（约等于8）倍！由此可见，我们眼睛感受到的散射来的蓝光强度远大于红光等色光。还有一个原因，阳光在穿过臭氧层时，臭氧层会吸收更多的近红色光，致使更多近蓝色光到达我们的眼睛。于是天空理所当然就是蓝色的了。 你也许会有个疑问，既然光波越短越容易散射，紫光更容易散射，为什么天空不是紫色的呢？这是因为，阳光中蓝色光的比例要比紫色光大，而且眼睛对于紫色光的敏感程度远小于蓝色光。 那么天际又为什么是白色呢？阳光照射到天边，空气的散射也应该是蓝色的呀！确实，阳光在天边散射后，向我们的眼睛传来的光是蓝色的，可是这蓝色的散射光由于近乎与地面平行，在到达我们眼睛之前，就需要穿越长距离的大气层。我们知道地球大气层是球壳形状的，如果阳光垂直地面照射，进入我们眼睛的光线只需要穿越不到20千米的对流层，但是，如果光线近乎平行地面斜射，那么进入我们眼睛的光线在对流层内穿越的距离，可以达到几千千米！ 于是，本来蓝光成分居多的散射光，跑这么长的距离后，又会被层层散射，向前传播的蓝光成分越来越少，红光所占的比例越来越大，于是进入我们眼睛后，这部分光就显红色了。 而直接穿越大气层照射进来的阳光还会在我们附近的空气中散射，散射后进入我们眼睛的蓝光中，也有与地面近乎平行的，这些附近的散射光被我们看到后，也会感觉像是天边传来的。这样，附近的散射光是偏蓝色光，远处穿越空气传来的是偏红色光，这些多种色彩的光一混合，就成了白光了。于是我们会感到天边和天边的物体都是白茫茫的。 日落时分，东方的水彩画与西方的紫纱 太阳落山时，留心观察一下东方天空的景色，会看到色彩晕染出的柔和的水彩画！太阳落入地平线以下，这时的天空还比较明亮。如果向东方观望，就可以看到地球的影子，例如西方连绵起伏的山峦遮住射向东方天空的阳光，就会形成山峦形状的黑影。穿过厚厚水平大气层的光，因为空气的散射，照到东方天空的光就是近红色光了，再被空气等粒子反射回来，进入我们的眼睛，我们就会看到东方天空，连绵山峦的影子上方是偏红色的光。而影子内部却隐隐透出微蓝色的光！这是因为大气层上方有一圈臭氧层，横向穿过臭氧层的光要在臭氧层中走过很长的距离，离开臭氧层时，红光被吸收，剩下的蓝光到达臭氧层下方的空气层，被空气散射，一部分散射光又会被地球影子范围内的空气进行二次散射，部分光进入我们的眼睛，于是我们会觉得影子在微微透着蓝光。于是东方天空就会呈现出这样一幅水彩画：蓝黑色的山峦映衬着柔和的微红色天空。 异常晴朗的日子里，日落时分，西方的天空更是瑰丽，70度以上的高空是蓝色的，70度以下，天空则由蓝色逐渐转为紫色，到了30度以下，天空的颜色又逐渐转为红色了。蓝色的高空则是阳光穿过长长的臭氧层后，剩下蓝光到达高空的空气层，被空气层散射到我们的眼睛后形成的。红色的低空则是这样形成的：阳光穿过长长的空气层时，蓝色光容易被散射，于是向前传播的光中蓝色光的成分就少了，红色光的成分就多了，这部分偏红色光进入我们的眼睛，我们就会看到红色的天空。那么中间紫色的天空则是穿过臭氧层的蓝色光与穿过空气层的红色光混合后的颜色形成的。这个过程就会向我们呈现出蓝色、紫色、红色渐变的瑰丽景致，让我们感觉好像西方天空披上了朦胧的紫纱。 |
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