看到的天是什么颜色,取决于你在哪儿 | “追光逐梦”专栏

作者: 龚伟枫

来源: 科学大院

发布日期: 2019-02-22

本文通过回答读者关于天空颜色的疑问,解释了天空蓝色、夕阳红色的原因,以及紫光为何不常见。同时,介绍了丁达尔效应及其在不同溶液中的表现,展示了光学现象的多样性和复杂性。

上期我们讲到了天空的颜色《为什么天蓝云白夕阳红?》后,后台的问题如下:

图片来源:微信截图

今天,我们就为大家回答这些问题!

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。

作者单位:中国科学院上海光学精密机械研究所

专栏介绍:

光学,物理学的重要分支,仅21世纪以来,就有六次诺贝尔物理学奖与光学有关,比如2018年的诺奖就颁给了光镊和激光放大技术。

“高冷”的诺奖很精彩,身边中的光学一样大有学问哦:微波炉、手机、汽车……都离不开光学相助!

科学大院联合中科院上海光机所推出“追光逐梦”系列专栏,不仅带您一起探索身边的科学,还会带您走入高精尖的前沿光学科技殿堂!

往期传送门:

第一期:微波炉到底是怎么加热食物的?

Q & A :为了让你更放心用微波炉 我们回答了这些问题

第二期:你的手机屏是LCD还是OLED?

Q & A :弄清这些问题,手机屏幕对你来说再也没有秘密

第三期:车灯是如何为你保驾护航的?

Q & A :关于“白天也要开车灯”的问题 回答在此!

第四期:为什么天蓝云白夕阳红?

还想看更多“追光逐梦”专栏视频?猛戳“阅读原文”。

注意啦!

微信又更新啦!用户可以设置常读订阅号,这些订阅号将以大卡片的形式展示,为了不错过大院每天的精彩文章,请按下列操作“星标”我们吧:

进入“科学大院”公众号——点击右上角的…菜单——选择“设为星标”

文章首发于科学大院,转载请联系cas@cnic.cn

大院热门文章top榜

点击文章标题,可直接阅读哦~

1. 我为“科”狂| 科学大院征文启事

2. 嫦娥四号着陆月球,十大看点告诉你到底有多牛!

3. 中国科学家预测法国“黄马甲运动” 靠的是什么技术?

4. 世界冻土区铁路最高时速出现在青藏高原 他功不可没

5. 幼儿园画手告诉你:为什么月球总是只有一面对着地球?

6. 量子反常霍尔效应有多反常?或将带来下一次信息技术革命!

7. 吃不仅能决定体型,还能决定脸型

8. 月球土豆是什么味道?嫦娥四号去月球种菜了!

9. 我们为什么会变老?丨 今日有书

10. 微波炉到底是怎么加热食物的?| “追光逐梦”专栏

科学大院

是中科院官方科普微平台,由中科院科学传播局主办、中国科普博览团队运营,致力于最新科研成果的深度解读、社会热点事件的科学发声。

转载授权、合作、投稿事宜请联系cas@cnic.cn

觉得好看点这里

阅读原文

UUID: 43d147ec-56d8-46dc-93a3-82e12eeac20f

原始文件名: /home/andie/dev/tudou/annot/AI语料库-20240917-V2/AI语料库/科学大院公众号-pdf2txt/2019年/2019-02-22_看到的天是什么颜色,取决于你在哪儿“追光逐梦”专栏.txt

是否为广告: 否

处理费用: 0.0049 元