天为什么是蓝的？天空的颜色（也就是大气层的颜色）实际上是光谱中蓝色周围的合成颜色，我们称之为“蔚蓝”。如果没有大气层我们看见的太阳就是在漆黑的太空背景中一个非常耀眼的大火球，空间站的宇航员就能看到这样的景象，因为太阳光透过大气层失去了大部分光谱中的蓝色区域，我们透过大气层看太阳往往是黄颜色的。蓝色光与黄色光混合后是白光（没通过大气层的太阳光）。
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天为什么是蓝的？天空的颜色（也就是大气层的颜色）实际上是光谱中蓝色周围的合成颜色，我们称之为“蔚蓝”。如果没有大气层我们看见的太阳就是在漆黑的太空背景中一个非常耀眼的大火球，空间站的宇航员就能看到这样的景象，因为太阳光透过大气层失去了大部分光谱中的蓝色区域，我们透过大气层看太阳往往是黄颜色的。蓝色光与黄色光混合后是白光（没通过大气层的太阳光）。 天为什么是蓝的？天空的蓝色是怎么形成的？
从以下这七个角度来分析，看完你会恍然大悟！
1.丁达尔效应
丁达尔在1859年提出的丁达尔效应奠定了我们能够正确解释天空颜色的最初几步。他发现，当光线通过具有小微粒的透明悬浮液的时，光波较短的蓝色光线比红色光线具有更强的散射现象。当一束白色光线入射到盛有肥皂水或者牛奶与水的水箱当中。从水箱的侧面看去，可以观察到光柱在途中产生了蓝光散射的现象，在光柱出射端，光线在经过水箱之后变成了红色。光线的偏振极化现象也可以通过偏振滤光片来观察，其道理可类比于我们戴上偏光太阳眼镜后可以看到颜色加深的深蓝色的天空。
图解：建筑物的反射光由于霾而被散射
我们把如上现象称为丁达尔效应，对于物理学家来说他们也把这种现象称作瑞利散射，以为散射现象做出详细解释的瑞利男爵的名字命名。瑞利男爵发现，在存在充分散射粒子的前提下，散射光线的量与光波长的四次方成反比。由此推知，蓝光的散射量是红光的(700/400)4~=10倍。
2.尘埃还是分子？
丁达尔与瑞利原本认为天空呈现的蓝色与大气层当中的灰尘或者水蒸气的小颗粒对光线的散射有关系。甚至今日，也有人会错误地用这两种原理来解释天呈现的蓝颜色。科学家们后来了解到，如果这种理论是正确的，那么我们可以推理得到的当天空当中的湿度上升或者有云雾的天气条件下，天空的颜色应该由于散射而呈现出五彩缤纷的颜色的错误结论，因此科学家们认定散射的粒子主要是空气中的氧气分子和氮气分子，而非空气中的尘埃。在1911年爱因斯坦首次论证了空气分子散射光线的理论，他通过方程式计算了分子对于光线的散射，其理论计算数值与实际实验结果吻合，甚至能够通过提出的方程式比照观察得到的结论来验证阿伏伽德罗常数。这些分子能够散射光的原因在于光线的电磁场诱发了分子当中的电磁距的变化与排列。
3.为什么不是紫外线光？
如果短波的光波能够具有更强烈的散射，那么天空为什么没有呈现出最短波长的可见光——紫光的颜色？太阳辐射的光线在每个波长之上分布并不是均匀的，并且高空大气层可以吸收一部分散射光线，因此在光线中紫色的散射光线部分就更少了。我们的眼睛对于紫光是不敏感的。尽管这可能是答案的一部分，然而彩虹中折射的光线让我们看到在可见光部分中靛蓝和紫光的比例是超过蓝光的。答案的另外一部分就在于我们视觉的工作原理。在我们的视网膜或者视网膜锥中，有三种颜色的接收器。这些接收器由于分别对三种波长的光波接收能力明显而被命名为红，蓝和绿感光光锥。随着这三种光锥接收三种颜色光比例的变化，我们的视觉系统构建了我们可以见到的光的颜色。
当我们仰望天空时，红色光锥能够识别出小剂量的散射红光，然而对橘黄和黄色的光波的接收能力就要弱一些。绿色感光光锥可以识别出黄色和更加强烈散射的绿光和绿蓝色光波。蓝色光锥可以接收蓝色光波附近的光线，这些光线是具有强烈散射的。被最强烈散射的靛蓝光线与紫光可以被蓝光感光光锥以及红光感光光锥接收，因此我们视觉上看到了蓝紫色并且带有红色光晕。总体而言，红色和绿色光锥接收到类似的散射光线，而蓝色光锥接受到更大量的散射光线。这种组合可以解释我们看到的天空为何呈现出苍蓝色。我们的视觉将天空调整看成纯色色相并不是巧合。我们为了适应周围的环境而进化，能够将自然界中的颜色清楚分辨的视觉是一种生存优势。
4.日暮时分
当空气澄净的时候，日落的颜色呈现为黄色，因为太阳光线在大气中长距离传播而损失掉了大部分的蓝色散射光线。假如空气中有一些污染小颗粒，日落更多的呈现红色。在海边看到的日落，由于空气中的盐颗粒的丁达尔散射而呈现橘黄色。太阳附近的天空更多呈现红色，随着太阳直射入空气中的光线。这是由于所有散射光线都会由于散射而改变一个小的角度，但是蓝光在长程散射中，其散射角可以是其他光线的两倍或更多，剩余呈现出黄，红，橙色。
5.蓝色雾霭与蓝月亮
云和雾霭呈现出白色，因为他们包含着比光波波长更大尺寸的粒子，此时所有波长的光可以得到相同的散射（米氏散射）。但是有时在空气中存在着比空气更小的粒子。有些山区以蓝色雾霭而闻名。山区内植被与大气中的臭氧层反应，产生含有萜烯的气溶胶形成粒径200nm左右的粒子，这些粒子可以散射蓝光。森林大火或者是火山喷发可以给大气层中填满500-800nm的微粒，恰好可以散射红光。这些现象产生了与丁达尔效应相反的现象，导致红色光线的散射损失而使得月亮具有一圈蓝色的光晕。这种现象很稀罕，也被称为蓝月亮现象。
6.乳白光
丁达尔效应可以解释自然界中一些物体颜色的起因:例如蓝色瞳孔，乳白色的宝石，还有蓝色知更鸟的羽翼。这些颜色可以根据散射粒子的大小而变化。当一种流体在临界温度和压强的条件下，细微的密度波动可以导致蓝色光晕的产生，也称为临界乳光现象。人们利用这种原理植被了具有装饰效果的眼镜，可以通过表面的微粒形成蓝色光辉。但是并不是所有自然界的蓝色都是由光线的散射产生的。海洋呈现蓝色是因为深度20米的海水吸收了长波光线。从海岸上看过去，海水同时也反射了天空的颜色所以呈现蓝色。一些鸟类和蝴蝶通过光线的衍射呈现蓝色。
7.为什么火星的天空是红色的
1977年海盗号火星探测航天器和1997年火星探路者传回的图像来看，火星表面呈现红色的天空。这是因为富含铁元素的尘埃在大气中时不时出现的原因。火星天空的颜色会随着天气情况而不断改变。当天空中没有云团时，火星天空呈现蓝色，但是由于火星大气层更加稀薄这种蓝色相对地球天空的蓝色更加深一些。
来源：天文在线 天为什么是蓝的？天空的蓝色是怎么形成的？
这是小学常识课教课书里的问题，那里有标准答案，和这里的“满意回答”基本是一样的。据说这答案是好多年前某科学家在某颁奖典礼上别人问他这个问题他的现场回答，很明显“满意回答”的回答者是学过这常识课，或者看过这样的常识书，我大胆的判断一下，提问者能提出这样经典的问题应该是看过这方面的知识故意出题让别人回答的吧？因为这答案是科学家回答的嘛！所以至今没有人敢否定。但当你仔细观察，认真分析后，发现这个答案本身自相矛盾，疑点重重，不说是完全错误，最起码是片面的。其实，这答案只不过是那位科学家是光学的专家，这一点无可非议，但在措手不及的情况下现场只能从他研究成果角度解释，有杜撰的痕迹，因为他是大科学家，所以大家都信以为真，一直沿用至今这答案，并且没人敢否定，因为谁敢否定大科学家的答案会让人笑掉大牙的。回想起来，中小学教课书里还有很多这样的自然科学方面的经典谬误，大家可以在现实生活中注意观察，科学分析，不仅可以指导人们对自然科学的正确认识，也可以在其中找到乐趣。首先说自然界的物体为什么有颜色。其实是人（包括其它生物，下同）脑对不同的光线照在不同的物体上再投射到人的眼睛里的一种思维反映，后经科学仪器检验发现，人脑反映不同颜色的光就是不同频率的光，也就是说，不同的光通过人的眼睛反映到人的大脑中就是不同的颜色，专门的仪器检测反映出来的就是不同的频率。所以说，用颜色的领域定义的话，人看到什么颜色时就是什么颜色而没有为什么？要非得问为什么时，答案就和颜色本身没有任何关系了。比如：“满意回答”或标准答案是从光的频率角度回答的，要从其它角度回答其答案会完全不同，但也会同样正确，但有一点需要说明，都是片面的。下面说说这“满意回答”或标准答案的疑点吧！
一是“满意回案”或标准答案说：“天空的空气不是没有颜色吗，那为什么晴朗的天空却是蓝色的，是不是在高空中有蓝色的气体？”，请问，既然人们已经看到了蓝色，你为什么非得说空气没有颜色呢？假设是你下面说的空气中“尘粒、小（应该是水）滴、冰晶”反映的蓝色，请问，难道“尘粒、水滴、冰晶”不是空气的组成部分吗？你说的空气非得指宇宙里的真空吗？
二是“满意回案”或标准答案说：“在晴朗的天气里空气中会有许多微小的尘埃、水滴、冰晶等物质，当太阳光通过空气时太阳光中波长较长的红光、橙光、黄光都能穿透大气层，直接射到地面，而波长较短的蓝、紫、靛等色光，很容易被悬浮在空气中的微粒阻挡，从而使光线散射向四方，使天空呈现出蔚蓝色。”，这观点无疑是在卖弄一些鲜为人知的科学素语，让人感到知识的深奥，简单说不就是天是蓝色的吗？这和墨汁不说是黑的，而非要说“是光线照在墨汁上所有的“红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫”光线绝大多数同时被墨汁吸收，所以人看了墨汁是黑色的”有什么区别呢？
三是“满意回案”或标准答案说：“当大雨过后，你是否注意过天会更蓝，越是晴朗的天气，天越蓝，这是因为这样的天气里，空气中的尘粒、水滴、冰晶的数量会很多”，不觉得可笑吗？大雨过后“水滴、冰晶”的数量会增加有情可原，尘粒也会增加吗？错，尘粒会减少的，要不为什么会说雨后空气新鲜呢？要真是雨后空气中尘粒会增加，雨后就不是空气新鲜，而是空气污浊了，这和现实严重不符。另外，还有一个观点这里没说，但很多知识性书籍里都会提到“水是无色的”，我不知道满意回答者和标准答案者是否也同意这个观点，要是的话，“水滴、冰晶”它们反射的光也不是蓝色的呀？
那么天为什么是蓝的呢？其实这个问题因为是有权威人士为了说明别的问题而先说空气是无色无味而引发好事者提出来的，要不对于天为什么是蓝的这个问题和“草为什么是绿的”、“花儿为什么是红的？”、“墨汁为什么是黑色的？”一样不会引起人们的注意的，也不会需要人去回答，因为单就颜色领域讲颜色是人们感知的，没什么为什么。也就是说，最贴近实际的解释也是象抬杠一样的解释应该是：因为“天是蓝的”所以“天是蓝的”，因为“草是绿的”所以“草是绿的”，因为“花儿是红的”所以“花儿是红的”、因为“墨汁是黑的”所以“墨汁是黑的”。要从光的频率角度解释天为什么是蓝的不是不可以，但必须认识到，那只是解释的一个侧面，因为从不同的角度看物质有不同的特性，所涉及问题层出不穷，所以从物质特性角度解释永远也不可能全面，不可能科学，并且也没有必要先否定普通人所说的天是蓝的，而非得说空气是无色无味的，其实，所有空气的组成成份组成的空气就是蓝色的，只是少量或者说薄时颜色淡人们感知不到，就象普通玻璃一片看上去是无色的，而一箱看上去就是蓝绿色的一样。说句与本题无关的话，所谓空气无味也不对，只是人们天天唿吸空气习以为常或不必感知而矣。还有说太阳光是由“红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫”七种光组成的也是完全错误的，只能说人们只能感知这七种光，并且也只是宏观界定。
来源：搜狗问问 天为什么是蓝的？天空的蓝色是怎么形成的？
要从本质上说明白这个问题，我们需要了解，阳光、天空、阳光与空气之间的相互作用，以及人的眼睛对于天空颜色的影响。下面，大家就一起来详细了解一下。
一、太阳光
太阳光，广义的定义是来自太阳所有频谱的电磁辐射，太阳光需要8.3分钟才能从太阳抵达地球。当太阳辐射没有被云遮蔽，直接照射时通常被称为阳光，是明亮的光线和辐射热的组合。在地球表面，阳光是当太阳在地平线之上，经过地球大气层过滤照射到地球表面的太阳辐射，则称为日光。
太阳放出来的光谱主要来自太阳表面绝对温度约六千度的黑体辐射(Black Body Radiation)光谱可见光的波长范围在770～390纳米之间，不可见光，又分为2种：位于红光之外区的叫红外线，波长大于760nm，最长达5300nm;位于紫光之外区的叫紫外线，波长290～400nm。
波长不同的电磁波，引起人眼的颜色感觉不同。770～622nm，感觉为红色；622～597nm，橙色；597～577nm，黄色；577～492nm，绿色；492～455nm，蓝靛色；455～390nm，紫色。散射后分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7色，集中起来则为白光。
二、天空
啥是天空呢？这也能算是个问题吗？很多人以为天空就是地球的天花板呗，我们的古人把它叫做天穹，如果您这么想那就真的错了。因为我们今天已经知道，天空并不存在什么顶棚，而是一圈包裹着地球的大气层，所以我们看到的其实是一片明亮的薄雾。
可以把大气层看做是一个厚厚的气体的隐形眼镜，光线可以穿透它们，并且在大气层中发生各种光学现象，返程的宇宙飞船也可以刺破它而不会留下破洞。在距离地面不高的地方，有鸟儿飞翔；在更高的地方漂浮着白云；再往上有飞机往来其中。
三、阳光与大气的相互作用
太阳光是由不同波长的光所组成，波长较长的红光会透过大气中的微粒直接射向地面，而波长较短的蓝、靛、紫容易被大气中的微粒散射。短波段中蓝光能量最大，因此散射出来的光波也最多。散射又分为瑞利散射和分子散射，瑞利散射是由大气层中的微尘产生的，分子散射是由大气层中的气体分子产生的。
但两种散射都是光的波长越短散射越厉害，太阳发出的可见光进入大气层后，波长较长的红橙黄光散射的轻微一些，波长较短的蓝靛紫光散射的厉害一点，在效果上，红橙黄光基本可穿透大气层向前传播，而蓝靛紫光被散射向其他方向。
因此我们看到的天空呈现蔚蓝的颜色，由于空气分子对于青光选择性散射，从而使晴朗的天空呈现蓝色。
四、天空中的蓝色为什么会深浅不同？
如果您仔细观察会发现，在天空中不同部分，蓝色的程度也不相同。天顶蓝色最深，而地平线附近的蓝色比较浅。这是因为，来自地平线附近的光线，在大气中通过的路程比较长，遇到的粒子多，从而使白光与蓝光混合在一起，使蓝色变浅。
五、既然波长更短的紫光更容易散射，为什么我们看不到紫色的天空呢？
答案在于我们的眼睛对光线的反应。在眼睛内部有两种对光有反应的细胞：视杆细胞和视锥细胞。视杆细胞负责检测亮度，视锥细胞则负责检测颜色。视锥细胞分为三个类型，分别对红色、绿色和蓝色的波长反应最强烈。
当这三种光经过不同比例的混合后，我们的视觉系统就会构造出我们所看到的各种颜色。蓝色的视锥细胞对蓝色比紫色更敏感，所以当你仰望天空时，视锥细胞会告诉你的大脑你看到的是蓝色，而不是紫色。
结束语
关于天空为什么是蓝色的，我们就说这么多。蓝天的形成，是阳光的光谱、大气的作用、人眼睛对色彩的选择性共同作用的结果。
来源：郭哥聊科学 天为什么是蓝的？天空的蓝色是怎么形成的？
这个问题看似极其简单，好像就是个“十万个为什么”级的难度，实际上极其复杂。人类真正搞清楚这个问题都是近现代的事了。
可能很多人会说，这到底难在哪里？
我们先来看其他星球是个什么情况，如果你上了月球，你看到的景象会是这样：
如果是在火星上，你看到的天空应该是这样的：
同样是在星球上看天空，为啥天空颜色的差距咋就这么大呢？
可能有些人会说是大气层的散射，那很好，那为什么非得散射蓝光，毕竟有光有很多种，从光谱上看，蓝光前面有绿光，后面又紫光。为啥不是绿光或者紫光，非得是蓝光？
所以，其实这并不是一个很简单的问题。
人是如何看到东西的？
很早以前，人们就在研究人到底是咋看到东西。这个问题直到文艺复兴时期才被解决，具体来说就是物体的光射到了人的眼睛里。也就是说，物体发什么样的光，我们看到的就是什么样的。
可是一般物体是不会发光的，它其实靠的是散射，也就是说有光照到物体上，发生散射，这光才能进入到眼睛里，我们才看得到这个物体。如果是在白天，那就是下面这样：
所以，白天能看到东西全靠太阳光给力。晚上没有了阳光，就得靠电灯，能看见东西的关键其实是光！
天空发的是蓝光？
按照刚才说法，我们能看到蓝色的天空的根本性原因其实就是：天空散射的光能射到我们的眼睛里。
那这个光为什么会是蓝色的呢？我们都知道，一般的东西都是不发光的，白天我们能看到东西，全是因为太阳光。所以，这些蓝色的光肯定是来自于太阳。可是，牛顿大神曾经做过一个光的色散实验。
他发现，太阳光是由多种颜色的光组成的，太阳光之所以看起来是白色的，其实是因为不同颜色的光叠加的结果。也就有了后来的可见光光谱。
可问题是，知道了这些，我们依然无法解答：天空为啥发的是蓝光？
毕竟如果太空散射的是太阳光，那不应该是蓝天，而是白天才对呀？
实际上，我们忽略了一个重点，那就是大气层，大气层中有许许多多的气体分子。
有位科学家叫做瑞利，他发现空气中的氧分子和氮等分子，它们对阳光有散射作用，波长越短，散射能力越强，根据他的公式，蓝色和紫光理论上就容易被散射。而其他的光很容易气体分子吸收掉。
按照个理论，天空应该是蓝色和紫色的混搭才对。可是，我们明明看到的是蓝色的天空。那这又是为啥呢？其实还是大气层搞的鬼，大气层其实分成好几层：
其中，有一层叫做臭氧层，太阳光中的紫光到了臭氧层之后，就被臭氧层给吸收了。
这个紫光其实也就是咱们经常提到的紫外线，紫外线对皮肤的伤害很大，不过还好有臭氧层在，它对紫外线的吸收能力超强，吸收掉了不少紫外线。关于紫外线被吸收还有一个观测上的佐证，在臭氧层外，宇航员看到的天空其实就是暗紫色的。
原本只剩下蓝光和紫光，有了臭氧层，紫光也被吸收了。所以，在空气中能发生散射的就只剩下蓝光。所以，我们看到的天空才会是蓝色的。
来源：钟铭聊科学 实际上这些都是物理现象，由于太阳光在穿过大气层时，空气分子会对阳光产生一种被称为“瑞利散射”的物理过程，波长越短的光，被散射的越厉害，因此导致了天空整体呈现出蓝色现象。 |
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