天空為什麼是藍色?乾淨的海水為什麼是綠色

2021-03-07 19:32:31 字數 4650 閱讀 2594

1樓:

藍藍的天空白雲飄」。對這種美麗的景色,相信大家都有所感受。那麼天空為什麼是藍色的?

雲為什麼是白色的?對於這種奇妙的物理現象,並不是所有人都能說出原因。事實上,我們所觀賞的這一美麗景象是天空中的大氣分子、水滴、其他微粒和陽光共同作用的結果。

一、空氣和太陽光

為了解釋這種物理現象,首先簡單了解一些空氣和太陽光的知識。空氣是在地球外面包裹著的一層「防彈衣」,保護著地球上生物不受紫外線的照射。空氣並不是空的,是由很多的微粒組成。

其中99%是氮氣和氧氣,其餘則是別的氣體(如二氧化碳、惰性氣體等)、小水滴和**於工廠的粉塵、風中的揚沙、火山爆發的巖灰等漂浮微粒。但是空氣的成分並不是固定的,這依賴於所在的位置、天氣和其他的不固定因素(如森林、海洋以及火山爆發和汙染的嚴重與否)。

光是能量以電磁波傳播的一種方式,在真空中的傳播速度為每秒30萬千公尺。光和其他波(比如聲波)不同的是具有波粒二象性。這是因為光是由一種無質量的粒子——光子組成,所以光不但具有波的特性,還有粒子的特性。

光傳遞能量的大小與光的頻率成正比,而光的頻率正好決定其顏色。但我們的眼睛只能看到其中特定頻率範圍內的光,稱之為可見光,頻率過高(紫外線)和過低(紅外線),我們都看不見。

對於太陽光,牛頓首先用三稜鏡發現其中包含著赤、橙、黃、綠、藍、靛和紫7種顏色。可以用乙個小實驗(如圖1所示)即可觀察到「七彩陽光」。取裝入水的玻璃缸放在房子中陽光入射的地方,然後在水中放一面小鏡子,用一張白紙接收從盆中小鏡子反射的光,根據光的折射原理,即可從白紙上看到乙個漂亮的人造彩虹。

在7種不同的光中,紅光波長最長(頻率最低),紫光波長最短(頻率最高)。我們肉眼所看到的是它們的混合結果。

二、天空為什麼是藍色的

除非有外界干擾,光都是以直線傳播的。當光在空氣中傳播時,不可避免要遇到空氣中的氣體分子和其他微粒。這些微粒對光有吸收、反射和散射等物理作用,正是這些物理作用使得晴日裡天空成為蔚藍色。

正確解釋天空為什麼是藍色始於2023年。科學家泰多爾首先發現藍光要比紅光散射強得多,這就是「泰多爾效應」。幾年之後,科學家瑞利更詳細地研究了這種現象,他發現散射強度與波長的4次方成反比。

後來,更多科學家稱這種現象為「瑞利散射」。瑞利散射很容易通過下面乙個小實驗來驗證(如圖2所示):用乙個盛滿水的水杯,然後往水杯中滴入幾滴牛奶,用手電筒做光源,從水杯的一側照射,從水杯的另一側看到的是紅光,而從垂直於光線的方向看到的卻是藍色(在黑暗處效果更明顯)。

當時,泰多爾和瑞利都認為天空的藍色是由於空氣中有小的粉塵微粒和小水滴所致,這些小的粉塵微粒和小水滴就類似於水中的牛奶懸浮顆粒。即便今天,也有許多人這樣認為。事實上並非如此,如果天空完全是由於小的粉塵微粒和小水滴引起的,那麼天空的顏色將隨著濕度而變,事實上天空的顏色隨著濕度的變化非常小,除非下雨或者烏雲密布。

後來科學家猜測用空氣中的氮氣和氧氣分子足以解釋天空中的「泰多爾效應」。這種猜測最終被愛因斯坦所證實,他對這種散射效應作了詳細的計算,並且計算結果與實驗相符合。

我們所看到的藍天是因為空氣分子和其他微粒對入射的太陽光進行選擇性散射的結果。散射強度與微粒的大小有關。當微粒的直徑小於可見光波長時,散射強度和波長的4次方成反比,不同波長的光被散射的比例不同,此亦成為選擇性散射。

當太陽光進入大氣後,空氣分子和微粒(塵埃、水滴、冰晶等)會將太陽光向四周散射。組成太陽光的紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫7種光中,紅光波長最長,紫光波長最短。波長比較長的紅光透射性最大,大部分能夠直接透過大氣中的微粒射向地面。

而波長較短的藍、靛、紫等色光,很容易被大氣中的微粒散射。以入射的太陽光中的藍光(波長為0.425μm)和紅光(波長為0.

650μm)為例,當光穿過大氣層時,被空氣微粒散射的藍光約比紅光多5.5倍。因此晴天天空是蔚藍的。

但是,當空中有霧或薄雲存在時,因為水滴的直徑比可見光波長大得多,選擇性散射的效應不再存在,不同波長的光將一視同仁地被散射,所以天空呈現白茫茫的顏色。

如果說短波長的光散射得更強,你一定會問為什麼天空不是紫色的。其中乙個原因就是在太陽光透過大氣層時,空氣分子對紫色光的吸收比較強,所以我們所觀測到的太陽光中的紫色光較少,但並不是絕對沒有,在雨後彩虹中我們很容易觀察到紫色的光。另外乙個原因和我們的眼睛本身有關。

在我們的眼睛中,有3種型別的接收器,分別稱之為紅、綠和藍錐體,它們只對相應的顏色敏感。當它們受到外界的光刺激時,視覺系統會根據不同接受器受到刺激的強弱重建這些光的顏色,也就是我們所看到物體的顏色。事實上,紅色錐體和綠色錐體對藍色和紫色的刺激也有反映,紅錐體和綠錐體同時接受到陽光的刺激,此時藍錐體接收到藍光的刺激較強,最後它們聯合的結果是藍色的,而不是紫色的。

2樓:笑笑科普

面朝大海,春暖花開,讓人心胸寬廣,向而往之,為什麼我們看到的海水是藍色的呢?

3樓:菓果布丁

太陽光是由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色的光組成的,太陽光照射在大氣上,遇到大氣中的灰塵和水蒸氣,太陽中藍色的光線很快地向四面八方散射,所以看上去天空是藍色的.

海水和普通水一樣,都是無色透明的,海洋色彩是由海水的光學性質和海水中所含的懸浮物質、海水的深度、雲層的特點及其他因素決定的。大家知道,太陽光由紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種顏色組成,這七種顏色的光,波長各不相同,從紅光到紫光,波長逐漸變短,長波的穿透能力最強,最容易被水分子吸收,短波的穿透能力弱,容易發生反射和散射。海水對不同波長的光的吸收、反射和散射的程度也不同。

光波較長的紅光、橙光、黃光,射人海水後,隨海洋深度的增加逐漸被吸收了。一般說來,在水深超過100公尺的海洋裡,這三種波長的光大部分能被海水吸收,並且還能提高海水的溫度。而波長較短的藍光和紫光遇到較純淨的海水分子時就會發生強烈的散射和反射,於是人們所見到的海洋就呈現一片蔚藍色或深藍色了。

近岸的海水因懸浮物質增多,顆粒較大,對綠光吸收較弱,散射較強,所以多呈淺藍色或綠色。

4樓:唐唐小饅的錦瑟

因為在太陽輻射的可見光中,波長較短的藍、紫色光最短容易被空氣分子所散射,所以晴朗的天空呈蔚藍色。

水分子對於可見光中各種波長不同的光線(指紅、橙、黃、綠、青、藍、紫)散射作用(指光束在媒質中前進時,部分光線離原來方向而分散傳播的現象)的強弱不同,對於波長短的(如綠、青、藍等)其散射作用遠比波長長的光(如紅、橙色)的散射作用強。再加上散射作用的強弱與光程的長短也有關。在水層較淺時,可見光中各種波長的光幾乎都能透過,散射作用也不顯著。

因此,水是無色透明的。當水較深時,由於散射作用顯著,水就顯出淺藍綠色。水中溶有空氣越多越偏綠色。

水更深時會出現深藍色甚至顯黑色。海水較深時顯藍色,就是這個緣故。

為什麼天空和大海是藍色的?

5樓:匿名使用者

天空顯藍色是因為對太陽

光的散射作用,使我們看到的天空呈現藍色。地球表面被大氣包圍,當太陽光進入大氣後,空氣分子和微粒會將太陽光向四周散射。大海顯藍色是因為海洋對於太陽中的藍光的吸收不夠,然後被海水反射形成我們眼中所看到的藍色的大海。

散射是被投射波照射的物體表面曲率較大甚至不光滑時,其二次輻射波在角域上按一定的規律作擴散分布的現象。

6樓:_深__藍

1、海水是藍色是因為: 太陽光是由紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種色光組成的。當太陽光照射到大海上,紅光、黃光這些波長長的色光, 容易被吸收,但是而像藍光這種波長較短的光,雖然也有一部分被海水和海

藻等吸收,但是大部分都被海水給反射回來了,所以我們看到的大海就是藍光被反射到我們眼睛裡,我們看到的大海就是藍色的。

2、天空是藍色是因為: 大氣對太陽光的散射作用,使我們看到的天空呈現藍色。地球表面被大氣包圍,當太陽光進入大氣後,由於空氣分子的阻擋,會使太陽光發生散射,藍光波長短,不能穿透大氣層,就被反射回來了,於是我們看到的天空就是藍色的。

1、太陽光是由於太陽發生熱核聚變反應產生的強烈光輻射,太陽光包含了各種波長的光:紅外線、紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫、紫外線等,靠近紅光的光所含熱能比例較大,紫光所含熱能比例小。太陽光是可見光波段內的電磁波,當太陽光被物體吸收時,光能就轉換為熱能,該熱能被水吸收後,水溫就公升高,這就是太陽能熱水器能夠熱水的前提條件。

黑色物體吸收光最多,灰色物體吸收光較少,白色或鏡面反射物體吸收光最少。

2、 將太陽光通過三稜鏡,分解成紅橙黃綠青藍紫7種顏色(或說是紅橙黃綠藍靛紫),而不是紅綠藍3種顏色,說明自然界的顏色並不完全是由紅綠藍3種顏色構成。但是對於普通人來說,三基色就能表現出所有的顏色。所謂的三基色,即紅綠藍,是可以混合讓人感覺到自然界所有的顏色,但是並不是真正獲得了這些顏色真正的太陽光也不是7種顏色,而是從紅外到紫外之間的所有連續波長的光波組成,如果非得說有多少種顏色,那就是無窮多種。

7樓:暢曄曄劍弼

大海為什麼是藍色的

太陽光是由紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種顏色的光組成的。當太陽光照射到大海上,紅光、橙光這些波長較長的光,能繞過一切阻礙,勇往直前。它們在前進的過程中,不斷被海水和海浬的生物所吸收。

而像藍光、紫光這些波長較短的光,雖然也有一部分被海水和海藻等吸收,但是大部分一遇到海水的阻礙就紛紛散射到周圍去了,或者乾脆被反射回來了。我們看到的就是這部分被散射或被反射出來的光。海水越深,被散射和反射的藍光就越多,所以,大海看上去總是碧藍碧藍的。

天空為什麼是藍色的

大氣對太陽光的散射作用,使我們看到的天空呈現藍色。地球表面被大氣包圍,當太陽光進入大氣後,空氣分子和微粒(塵埃、水滴、冰晶等)會將太陽光向四周散射。太陽光是由紅、澄、黃、綠、藍、靛、紫七種光組成,以紅光波長最長,紫光波長最短。

波長比較長的紅光等色光透射性最大,能夠直接透過大氣中的微粒射向地面。而波長較短的藍、靛、紫等色光,很容易被大氣中的微粒散射。在短波波段中藍光能量最大,散射出來的光波也最多,因此我們看到的天空呈現出蔚藍色。

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