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1 4 上班（第1页）

1.4上班

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●　蓝天：瑞利散射和大气现象的各种变化

早餐后你就出门了。

现在正值冬季，气温很低，但今天的天气很好，天空万里无云，一片湛蓝。

我们对这样的天空已经习以为常，但若是想要解释清楚为什么天空是蓝色的就不是那么简单了。

英国物理学家约翰·威廉·斯特拉特·瑞利（JohnWilliamStruttRayleigh，1842—1919）[34]成功解释了这个问题。

在这一现象的基础上，光的一种特殊行为被命名为瑞利散射（Rayleighsg）。

当光线穿过由小颗粒（其尺寸与光的波长相当）组成的介质（如大气中的气体分子）时，它会向各个方向偏转。

但根据入射光波长的不同，扩散强度也不同。

瑞利发现，大气散射光的强度与入射光线波长的四次方成反比。

太阳光由各种波长不同的成分（对应于彩虹颜色的色光）构成，波长较短的光受大气散射的影响较大。

组成太阳光的色光波长从红光到紫光逐渐减小，因此散射能力最强的色光应该是紫光。

但是由于紫光在太阳光中的强度很弱，所以散射最强的就变成了波长也很短，但光强度更高的蓝光。

所以天空呈现蓝色多亏了有大气层作为扩散介质。

在没有大气的情况下，天空会呈现黑色，宇航员在地球大气层外的旅行证实了这一点。

今天的天空中没有云，但我们知道云一般是白色的，有时也会更暗。

云由悬浮在空中的水滴组成，因此它们是比分子和光的波长大得多的“物体”

。

在这种情况下，光仍然是向各个方向扩散的，但不管波长大小如何，它们的散射程度都是一样的。

另外我们还知道，所有波长的光合在一起就是白光，所以我们的眼睛看见的就是白色的云。

有时候阳光无法穿透厚云层，下层的云处在阴影之中就会显得很暗。

它们的大体积，尤其是它们的厚度阻碍了光线的通过，所以云朵看起来是“阴暗”

的。

仔细想想这些事情你会觉得奇怪，为什么在黎明和日落的时候天空反而呈现出红色？在这种情况下，所涉及的现象不再是光的散射，而是空气中的分子对辐射的吸收。

在黎明和日落时分，太阳比地平线低，太阳发出的光侧着射入地球表面，太阳光必须穿过更厚的大气层，因此大气层也就吸收了更多的太阳光。

但空气中的气体分子主要吸收波长较短的光线，而波长较长的光却能安然无恙地通过。

所以到达我们眼睛的光线中红光会更多。

●　道路上的冰和盐

尽管天空晴朗，但气象部门预测明天会下雪甚至可能有霜冻。

为此，市政府已安排在街道上撒盐。

当你走出家门的时候恰巧有一辆撒盐车经过。

你的脑海中浮现出你姑姑在制作冰激凌时，将碎冰和盐混合，以此来降温的画面。

但是这样一来，在道路上撒盐又有什么意义呢？不是进一步降低温度了吗？制作冰激凌的撒盐和道路除冰撒盐这两种现象虽然看起来相似，但也必须解释一下，以免大家混淆。