本
文
摘
要
每当我们仰望天空,都会不禁好奇,天空为什么是蓝色?在国内的科普书中是这么解释,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,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。其实关于这个问题科学家早已在1910就给出了解释。起初,他是英国物理学家丁铎尔发现的,常称作丁铎尔散射模型,但由于某些理论找不到证据,到19世纪末丁铎尔的解释已经开始被质疑。
1880年,瑞利发现根本不必求助尘埃、水滴、冰晶等空气中的微粒,空气本身的氧和氮等分子对阳光就会有散射。
而且也是蓝色光最容易被散射,所以空气分子的散射就可以作为天蓝的主因。1899年瑞丽写了一篇总结式的文章《论天空蓝色之起源》开头就说即使没有外来的颗粒,我们依旧会有蓝色的天空。瑞丽的《天蓝理论》虽然成功,然而瑞丽实质上还要假定,空气是所谓的理想气体,这是一个不大,但也不可忽略的弱点,因为空气并不是理想气体,爱因斯坦当时刚刚发展的熵的统计热力学理论证明,哪怕最纯净的空气也是有涨落起伏的。空气本身的密度涨落也能散射,也是蓝色光最容易被散射。密度涨落的散射不多也不少,正好能产生我们看到的蓝天,不过空气不是理想气体,爱因斯坦的结果就如同瑞丽的一样。所以简单地说,天空蓝色之起因是空气中有不可消除的杂质及空气自身涨落、密度涨落等对阳光的散射形成了蓝天,天蓝的原因并不是爱因斯坦发现的,但最完整的理论却是爱因斯坦奠定的。
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天空为什么是蓝色的