为什么黄昏能看见红色的晚霞?

作者: 朱虹璇、卞赟

来源: 我是科学家iScientist

发布日期: 2020-09-16

本文通过导演朱虹璇与气象学家卞赟的对话,解释了黄昏时分晚霞呈现红色的原因,主要涉及瑞利散射原理和太阳光谱中不同波长光线的散射与穿透能力。

导演朱虹璇问气象科学家:为什么黄昏能看见红色的晚霞?在朱虹璇导演的话剧《春逝》中,女主角物理学教授顾静薇随相亲对象看漫天晚霞。导演朱虹璇想知道,为什么人们总是在黄昏看见绚烂的天空?晚霞形成的原理是什么?它和瑞利散射又有什么样的关系呢?听听气象学家卞赟老师怎么回答。通俗来说,太阳光由赤橙黄绿青蓝紫七种颜色组成,它们的波长其实并不一样。白色的天空呈现出蓝色,主要是由于瑞利散射,它也是一种分子散射。

有一个公式:散射光呈现出来的强度,与光波长的四次方成反比。偏紫色的光波长较短,偏红色的光波长较长。其中,红色光波长大概是紫色光波长的1.75倍。那么,经过刚才的公式换算一下,紫色光散射的强度接近于红光散射强度的10倍。当正午太阳直射时,光路非常短,这时,能量损失较少,散射强度较大的蓝紫色光透过大气层。我们人眼对于紫色光不太敏感,所以看到的更多是蓝色。

而早晚时候,太阳照射角度基本水平,光路走的是一个比较长的距离,要穿越更长的大气层。太阳光谱当中波长较短的紫色、蓝色、青色光更容易被散射出来,而波长较长的红色、黄色、橙色光穿透能力更强一些,不容易发生能量损失。傍晚,太阳光谱中留下的多数是红光,就出现了我们看到的“将天边染红”的情况,也就解释了,为什么晚霞是红色的。

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