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蓝色天空

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中文名称:蓝色天空
 
正常情况下:呈现蓝色
 
即:地球的大气层
 
出现原因:蓝色光容易被散射
'''蓝色天空'''也就是 [[ 地球 ]] 的大气层,正常情况下常呈现蓝色。19世纪中叶 [[ 英国 ]] 物理学家丁铎尔认为波长较短的蓝色光,容易被悬浮在空气中的微粒阻挡,散射向四方,这一说法至今在 [[ 中国 ]] 基础教育中仍广泛接受。但该说法存在明显漏洞,后来19世纪80年代, [[ 瑞利 ]] 发现空气本身的氧和氮等分子对阳光就有散射,而蓝色光容易被散射,空气分子的散射就可以作为“天蓝”的主因。1910年爱因斯坦科学解释了蓝天的原因,即空气自身的密度涨落等对阳光的散射形成了蓝天。
==原理==
晴朗的天空是蔚蓝色的,由于介质的不均匀性。使得光偏离原来传播方向而向侧方散射开来的现象,称为介质对光的散射。细微质点的散射遵循瑞利定律:散射光强度与波长的四次方成反比。当 [[ 太阳 ]] 光通过大气时,波长较短的紫、蓝、青色光最容易被散射;而波长较长的红、橙、黄色光散射得较弱,由于这种综合效应,天空呈现出蔚蓝色。
这是因为太阳光线射人大气层后,遇到大气分子和悬浮在大气中的微粒发生散射的结果。根据科学家的测定,蓝色光和紫色光的波长比较短,相当于“小波浪”;橙色光和红色光的波长比较长,相当于“大波浪”。当遇到 [[ 空气 ]] 中的障碍物的时候,蓝色光和紫色光因为翻不过去那些障碍,便被“散射”得到处都是,布满了整个天空。天空就是这样被“散射”成了 [[ 蓝色 ]]
==科学探索==
===丁铎尔散射===
认为空气中会有许多微小的尘埃、 [[ 水滴 ]] 、冰晶等物质,当太阳光通过空气时,波长较短的蓝、紫、靛等色光,很容易被悬浮在空气中的微粒阻挡,从而使光线散射向四方,使天空呈现出蔚蓝色。中文世界中,大小权威的 [[ 教育 ]] 和科学网站,大多仍采用上述“标准答案”。
==空气质量==
 “蓝天”也是对空气质量状况评价的一种通俗的说法。中国的 [[ 环保 ]] 部门要对空气中可吸入颗粒物、 [[ 二氧化硫 ]] [[ 二氧化氮 ]] 等多项污染物的监测。实时监测数据经汇总和计算后得出当天的空气污染指数(API),从而判断空气质量的等级。
===瑞利散射===
1880年代,瑞利(John Rayleigh,1842 -1919 年~1919 )注意到,根本不必求助尘埃、水滴、冰晶等空气中的微粒,空气本身的氧和氮等分子对阳光就有散射,而且也是蓝色光容易被散射。所以,空气分子的散射就可以作为“天蓝”的主因。
中国采用的空气污染指数分为五个等级,API值小于等于50,说明空气质量为优;API ;API 值大于50且小于等于100,表明空气质量良好。如果当日空气质量污染指数在100以下,则称之为“蓝天”。也就是说,虽然天空看起来不蓝,甚至是在下雨,但空气质量不错,仍然可认定为“蓝天”。
===爱因斯坦理论===
1910年, [[ 爱因斯坦 ]] 最终解决了这个问题。爱因斯坦用当时刚刚发展的熵(混乱的度量)的统计热力学理论证明:那怕最纯净的空气,也是有涨落起伏的。空气本身的密度涨落也能散射,也是蓝色光容易被散射。密度涨落的散射,不多也不少,正好能产生我们看到的蓝天。如果空气是理想气体,爱因斯坦的结果就同 [[ 瑞利 ]] 的一样。所以,简单地说,天空蓝色之起因是:“空气中有不可消除的‘杂质’,即空气自身的涨落。密度涨落等对阳光的散射,形成了蓝天。”“天蓝”起源物理不是爱因斯坦首创,但最完整的理论是爱因斯坦奠定的。所以说,“天蓝” [[ 物理学 ]] ,完成于1910年。 因此,依据空气污染指数得出的“蓝天“并非 [[ 感官 ]] 意义上的蓝色天空。有报道,有两名市民坚持不懈地每天拍摄一张照片记录蓝色天空的数量,照片显示数量为180天。而同期北京官方发布的“蓝天”数量为285天,两者相差逾百日。 瑞利和爱因斯坦的“天蓝”理论,是普遍适用的。可以用来解释纯净空气中的“蓝天”现象,也可以用来解释纯净的 [[ ]] ,纯净的 [[ 玻璃 ]] 等液体或固体中的“蓝天”现象。
==参考文献==
[[Category:320 天文學總論]]
767,270
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