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天空為何會變色?
最後更新: 08/05/2019
天氣好的時候,抬頭能看到藍天白雲,你有想過為甚麼見到的會是這兩種顏色嗎?天空還會出現其他顏色,例如黃昏時雲霞會變成一片橙紅、下雨前雨雲會變得灰暗。這些顏色變化原來全都是由光的散射產生。
光的散射
陽光中含有多種不同顏色的可見光,不同顏色光的波長不一樣,紫光波長最短,而紅光最長。
物件會吸收或反射光線中的可見光,例如大部分植物會反射綠色的光,同時吸收其他顏色的光,所以我們就會看到它們呈現綠色。當光線照射到表面不平的物件上,光線會往各個方向反射,形成散射。
藍天白雲從何來?
當光線穿過天空時,也會被空氣中的氮氣及氧氣粒子散射,波長短的藍色及紫色光會較容易散射,佈滿整片天空。我們抬頭看時,由於人眼對藍色光比紫色光敏感,就會看到藍色的天空。
雲中則含有大量水滴,吸收可見光的能力微弱。各種顏色的可見光散射及穿透至雲底,混合起來就會呈現成白色。
雲積厚時,大部分陽光被阻隔在雲層上,只有少量陽光能到達雲底,雲底的散射減少,所以呈灰色。至於空氣污染嚴重時,灰塵及懸浮物會影響光線傳遞,光的散射較少,天空就顯得灰暗。
橙紅色的雲霞
日出或日落時,陽光以近水平角度照射到我們的所在地,穿透空氣的距離比正午時長得多,波長較短的藍色及紫色光在過程中會散射到其他方向,剩下波長較長的紅色及橙色光直接進入我們的眼睛。因此日落時,天空以及附近的雲霞都會呈橙紅色。
海水的顏色
海水不只能散射藍色光,還會吸收光線中的紅色及橙色光。水量愈多,其他顏色光會被吸收得更徹底,所以大海一般比天空有更深的藍色。冰塊同樣會吸收其他顏色的光,散射藍色光,因此由大量冰塊形成的冰川也會呈藍色。
岸邊或是湖泊等地方,有較大的水中的懸浮物,而且水中含有其他雜質(如浮游藻類、岩石碎屑),會減少藍色光的散射,所以水呈現的顏色較黃或綠色。
本文由《兒童的科學》提供。