為什麼晴天遠離太陽的天空比較藍,而越靠近太陽的天空會越白?

今天天氣大好,抬頭仰望天空,發現個有趣的現象…正午遠離太陽(就是背對太陽,自己面對的天空)是藍的,而在太陽周圍,算是越靠近太陽的天空,那部分會漸漸變白……這是怎麼回事…是光學折射嗎?樓主才高一,不太懂……望解釋一下…圖片…沒有……有機會再拍

還有……傍晚的時候,天空也是,太陽落下的那一部分天空變黃了…


這種現象又被稱為「日周光」。

空氣中氣溶膠(可以簡單的理解為污染物含量越大的時候,這種現象越明顯。再比如雖然是晴天,但空氣污染比較厲害,則灰白色不僅出現在太陽周圍,而且會蔓延到整個天空。

氣溶膠的散射屬於大顆粒散射(又被稱為『米散射「),不同於小分子散射(」瑞利散射「)。米散射過程的散射光主要集中在前部(也就是正對著太陽入射光的方向)。

如同下圖的b、c,能量主要在入射方向的前部,就是正對著的光源(太陽)的方向。

另外,米散射的程度與波長几乎無關(在粒徑較大時,散射效率因子Q恆定)。所以白色的太陽光散射時依舊是白色。而瑞利散射的散射效率因子Q隨波長變化很明顯,即對波長很敏感,所以才會出現藍色的天空。

所以綜合一下。在太陽周圍的光主要受到了米散射的的影響,所以呈現白色。而遠離太陽的天空由於米散射的的不均勻性,並沒有太多的由米散射造成的散射光,而是主要是空氣分子的瑞利散射,所以呈現出了藍色。

另外,比較明顯的日周光出現的時候,雖然是晴天,但空氣質量並不如你所感覺到那麼好,因為大氣氣溶膠比較多,如果發白的範圍越廣,證明氣溶膠含量越大,一直到」雖然是晴天,但TM的天就是不藍,灰濛濛「的程度。

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圖片來源於搜索引擎


不錯,能思考生活中發現的自然現象,你的物理老師肯定很高興。
這是一個比較經典的光學現象,涉及到的知識有兩點:
1. 光譜分布,不同波長的光(假設你已經知道了光有波動的性質)會表現出不同顏色。比如藍光的波長比較小,紅光波長比較大。
2. 光的散射。光線碰到小粒子(這個現象中主要是空氣分子)會發生散射偏離方向,散射的情況跟波長有關。短波長(藍光)更容易散射到別的方向而長波長(紅光)更不容易偏轉方向。靠近太陽的方向由於各種顏色光都很強,所以是亮白的(除非日出日落的時候經過的空氣路徑比較長,光線減弱就表現出紅色),而比較遠的天空就表現藍色。

這些知識高一或者高二的物理課應該就會學到,更好的辦法是直接去問物理老師,他會表揚你愛思考的:)


我補充一下,在計算機視覺領域裡的應用。正因為前面提到的日周光效應, 在視覺領域裡建立了一些有關天空顏色,亮度與太陽位置的模型。
甚至可以因此通過照片,大致推斷拍攝的位置和時間,比如下面這張圖


為什麼我搜到的問題是這樣?


因為你看到的太陽光是白色的呀!!!






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