檢視天空漫射的原始碼

{| class="wikitable" style="float:right; margin: -10px 0px 10px 20px; text-align:left"
|<center>'''天空漫射'''<br><img src="https://contest.tc.edu.tw/teachweb/8256/images/20140317150551.jpg" width="250"></center><small>[https://contest.tc.edu.tw/ 圖片來自contest.tc.edu]</small> 
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'''天空漫射'''（Diffuse sky radiation）是陽光直接被[[地球大氣層]]中的[[分子]]或[[懸濁液|懸浮]]粒子[[散射]]而改變了行進方向之後，經過才抵達[[地球]]表面的[[太陽輻射]]<ref>[https://www.hko.gov.hk/tc/radiation/tidbit/201003/solar.htm 太陽輻射]，香港天文台</ref> ，這些以光子為主的輻射很可能經過不只一次的散射、反射，最終以疊加的型態進入觀測者的眼中，是天空會有顏色變化的主因，其變化就是隨著「輻射入射角」（時間）及「最短路徑上的阻礙」（天候狀況、空氣污染程度）造成顏色變化。它也被稱為'''天光'''（skylight）、 '''漫射天光'''（diffuse skylight）、或'''天空輻射'''（sky radiation）。來自太陽的[[陽光]]大約有總量的三分之二（根據在大氣層中的灰塵和煙霧含量，在太陽高懸時大約為有25%的入射輻射直接被散射）會在大氣層中被散射，最終成為彌散的[[天空]]輻射抵達地球表面。

在大氣層中的重要過程是[[瑞利散射]]和[[米氏散射]]的[[彈性散射|彈性]]過程，光線的波長不變，沒有被吸收，但從原有的路徑偏折。

== 顏色 ==
陽光普照的天空是藍色的，因為[[空氣]]散射的短[[波長]]光比長波長的多。由於藍色的光是在可見光波長的短波端，因此它在大氣中的散射比紅光強烈。這樣的結果是人類的眼睛望向天空時，感受到的陽光顏色是藍色的這一部分 。感受到的顏色類似於474至476[[奈米]]的單一藍色光與白光的混合，也就是[[色度 (色彩學)|未飽和]]的藍色光。

接近[[日出]]和[[日落]]時，我們看見的陽光幾乎都是以接近切線的角度抵達地球的表面，这时大部分的光线会发生折射。因为短波光的折射角大，所以大部分的短波光都被折射掉了，剩下的就只有大波长的光系了。因此日出和日落時，你能看見的紅光會強過其他任何顏色的光。
	
散射和吸收是輻射在大氣層中[[衰減]]的主要原因。散射的效率是隨著粒子的直徑和波長的比率而改變的函數。當直径比波长在1:10的比率時，[[瑞利散射]]發生散射效率的係數是波長的四次方。在直径比波长比率較大時，散射效率的變化需要比較複雜的形式來描述，對球型的粒子，適用[[米氏散射|米氏理論]]，它的比率約為10，[[幾何光學]]開始適用。

== 多雲的陰暗天空 ==
基本上，在陰霾的天氣下沒有直射的陽光，所以天空中所有的光都是天空漫射的輻射。因為雲滴的顆粒都比光的波長還大，對所有顏色的光都一樣的散射，所以光通量與波長完全無關，方式與磨砂玻璃相似。陽光透過的強度減弱程度從相對較薄雲層的六分之一，到極端最厚的烏雲只透過直射量的千分之一。

=== 雲朵顏色 ===
不下雨的[[雲]]主要由雲滴（小水滴）所組成，雲滴比分子大許多，大致為20微米大小的雲滴可以散射出各種光譜，但因為雲是一團紊亂的[[對流]]體，雲滴的分佈也是非常雜亂的，向四面八方散射的各種顏色的光，加在一起就成了白色。而再大一點的雲滴或水滴已經足夠構成反射的條件，白色的陽光被反射出去後當然是白色的。

而較厚的雲朵卻是灰白色是因為當陽光射入雲裡面時，如果雲裡面都是比較細小的雲滴或雨滴的話，就會產生散射或反射，使穿透的陽光減少，所以越到雲的底部，光線越弱。據了解，只要雲層厚度超過一千公尺，就幾乎沒有光線可以穿透了。發展比較旺盛的雲，裡面的水滴比較大，這時水滴扮演的是反射及吸收陽光的角色，光線的穿透力就更弱。所以會下雨的雲都是烏黑的，而且雲越黑表示對流越強，雲裡面的水滴越多、越大。發展強盛的雲，通常其上層一定有許多冰晶，光在冰晶中的穿透力比在水滴中還弱許多。

== 概述 ==
[[光]]在傳播中如果遭遇微小的[[粒子]]，就會產生[[散射]]。散射粒子越小，散射的[[光譜]]越在[[短波]]的範圍裡，而空氣中充滿了氧和氮的分子，它們的大小甚至於比短波的波長還短，散射出來的光就都會在紫、藍、綠的範圍。

當一束平行的入射光線射到大氣層雲朵時，表面會把光線向著四面八方反射，所以入射線雖然互相平行，由於各點的法線方向不一致，造成反射光線向不同的方向無規則地反射。在白晝時，陽光經過比較薄的大氣層，散射的結果就呈現到處都是藍色的情景。而且因為大氣中到處都散射出藍色的光譜，所以我們無法依照肉眼的感覺判斷天有多高。但在[[黃昏]]或[[日出]]時分，因為陽光必須穿過比較厚的大氣層，其中蓝光波段的光已經在前面被散射殆盡了，只剩下紅、橙、黃等比較偏紅的顏色，所以天色看起來是橘紅色的。 

不過並不是所有地方看到的夕陽都像藝術照片那樣的飽滿色彩，只有當大氣中有比分子稍大的粒子（例如鹽粒、小小水滴、灰塵、煙灰、細火山灰，越大的粒子越能散射紅光；但如果大太多散射就中止，而變成反射了，更大的粒子則造成吸收）時，光譜才會比較在紅色的範圍。所以許多絢爛的夕陽景色都是在海邊拍攝的，因為那裡充滿了比較會散射紅光的鹽粒。

== 中性點 ==
沿著通過太陽的[[地平經圈]]有三個點（稱為中性點），常用來檢測天空漫射的零[[偏振|偏極化]]。
* '''阿拉戈點'''：以它的發現者的名字命名，通常位於[[反日點]]之上20°，但當空氣混濁時它的高度會提高。這種性質使得阿拉戈點的距離成為測量大氣[[濁度]]的一個有用工具。
* '''巴比內點'''：巴比內在1840年發現的，它在太陽上方大約15°至20°，因此受到太陽眩目光輝的影響，很難觀測這個點。
* '''布魯斯特點'''：布魯斯特在1840年發現的，它在太陽下方大約15°至20°，因此同樣受到太陽眩目光輝的影響，很難觀測這個點。
== 參考文獻 == 
{{reflist}}
[[Category:330 物理學總論]]