天空中色彩各异的颜色是在不同的气象条件下阳光在大气层中散射所引起的。我们所看到的天空的颜色,实际上是大气层散射的光线的颜色。如果天空是十分纯净的,没有大气和其他微粒的散射作用,那么,除了能看见太阳、月亮、星星以外,整个天空背景将是一片漆黑。大气对不同色光的散射作用并不是“机会均等”的,在同种非均匀介质中,光的波长越短,散射作用就越强。大气对波长较短的蓝光和紫光的散射能力要比对波长较长的红光和橙光的散射能力强十万倍。
在晴朗的天空,大气比较纯净,大气分子是极细小的质点,有利于短波光线的散射,所以阳光中波长较短的蓝光和紫光极易通过大气散射开来,散布在整个天空背景上,由于人眼对紫光不太敏感,所以天空看起来就成了蔚蓝色。当天空中有云时,云中的水滴是较大的质点,可以引起各种色光的散射,互相混合后的结果,看上去就如片片白絮。在大雨来临之前,云中的水滴又大又密,透明度很低,散射出来的光线很少,因此天空看上去就是灰蒙蒙的或黑沉沉的。
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