自然科普:看到的天是什么颜色,取决于你在哪儿
来源:科学大院
发布时间:2020-09-16
浏览次数:1581

为什么天空不是红色或紫色?

1 问:“蓝天”和“夕阳红”是否自相矛盾?蓝天出现是因为蓝光散射多故天呈蓝色,但在“夕阳”部分又说大部分蓝光被散射掉了,所以天是红色的?

答:看上去这像是悖论,实际上并不矛盾。天空的蓝色主要来自我们的眼睛接收到散射的蓝光,而夕阳的红色主要来自从太阳直射过来的红光,晚霞也因为反射太阳光而呈现红色,夕阳附近的天空仍然是昏暗的蓝色。

2 问:紫光波长更短,为什么天空不是紫色的呢?

答:一方面,在太阳光里,紫色波段的光本来就比蓝色波段的少得多。另一方面,因为当散射光穿过空气时,也会被空气吸收,波长很短的紫光虽然在穿过空气时散射很强烈,但同时它们也被空气强烈吸收,阳光到达地面时,所剩的紫光的散射并不多。所以我们目睹的天空大致就是光谱中的蓝色了。

图片来源:视觉中国

我们从地面上看天空是蓝色的,要是在飞机上往外看天空,天就更蓝了;如果乘坐宇宙飞船到更高的地方看天空,天空会呈现出暗紫色,这就是被大气层挡在门外、尚未被吸收、被散射的紫光。

丁达尔效应是啥?

3 问:光穿过云层看到光柱是丁达尔效应。是吗?

答:是的,当一束光线透过胶体,从垂直入射光方向可以观察到胶体里出现的一条光亮的通路,这种现象叫丁达尔现象。云是小水滴散布在空气中所形成的一种体系,水滴的尺寸达到胶体微粒的大小,所以光穿过云层看到的光柱是一种丁达尔效应。

图片来源:视觉中国

4 问:区别溶液和胶体的最主要的方法就是丁达尔效应,似乎蔗糖溶液也有?

答:在室温(20℃)下,100克水可以溶解209克蔗糖,由于浓度太高,饱和蔗糖溶液中的蔗糖分子开始结晶,分散在溶液里面。蔗糖晶粒比水分子大得多,所以光路上的散射光也强得多,能够被我们肉眼看到。但是,在稀释的蔗糖溶液射入一束光,我们是看不到光亮的通路的,因为稀释蔗糖溶液中几乎没有蔗糖结晶。

而室温下淀粉是不溶于水的,视频中的淀粉溶液是淀粉分子散布在水中的状态,静置一段时间以后淀粉会沉淀下来。所以稀释淀粉溶液其实是一种悬浊液,而淀粉悬浊液稍浓一点就没有光亮的通路了。

丁达尔效应的确是胶体分散系的一个特殊性质,但是,这个效应并不是胶体所特有的现象。所以,视频中的蔗糖溶液和淀粉溶液虽然不是我们所说的胶体,但也能产生丁达尔效应。

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