天空为什么是蓝色的？答案比你想象的要复杂
（somnuk krobkum/Moment/Getty Images）
您可能认为解释天空为何是蓝色的很简单。但即使是对其进行简单的解释也需要大量的科学知识。你所看到的一切的颜色都是以不同的方式产生的。其中一些颜色可以用物理学来解释，另一些可以用物理学来解释我自己的化学领域。
您现在呼吸的氮气和氧气是由称为分子的非常小的颗粒组成的。氮或氧分子非常非常小。每个分子只有约 0.4 纳米，即十亿分之十六英寸。一根头发的宽度需要 250,000 个氮分子。您可以将分子视为不断弹跳的微小球。
当阳光穿过大气层时，它会穿过许多微小的氮分子和氧分子。有时光线会直接照射到其中之一。
简而言之，天空看起来是蓝色的，因为阳光的蓝色部分与其他颜色的光相比，它更有可能被大气中的分子反射。
网球和弹珠
现在，将氮和氧分子想象成网球，将光想象成一堆弹珠。
当这些轻质弹珠击中氮气或氧气网球时，网球会“吃掉”弹珠，然后很快又将其吐出来，但方向是随机的。那个过程是什么物理学家称之为散射。
1870年左右，英国物理学家约翰·威廉·斯特拉特更广为人知的名字是雷利勋爵，他首先找到了天空为何是蓝色的解释：来自太阳的蓝光在穿过大气层时被散射得最多。他的发现就是为什么这种效应的科学术语被称为瑞利散射。
大气中的其他气体也非常重要，例如二氧化碳或甲烷对全球气候的影响。但它们对天空颜色的影响非常小。
如果没有散射，天空就会像现在一样黑暗，没有大气层。
一个彩虹代表所有不同的组成部分构成阳光。当那光穿过悬浮在空气中的水滴，它被分解成称为可见光谱的成分颜色——红、橙、黄、绿、蓝、靛和紫，更容易记住为罗伊·G·比夫。
彩虹蓝色端的光比其他颜色的光散射效率更高。就好像网球对吃的弹珠非常有选择性，它们更喜欢蓝色的弹珠而不是其他颜色的弹珠。
结果是蓝色的光分散在天空中，所以在阳光明媚的日子里你会看到到处都是蓝色。其余的颜色主要直接穿过大气层。
太阳落山和升起时更红
当然，天空并不总是蓝色的。
瑞利散射也解释了为什么当太阳接近地平线时（日出和日落时）天空往往呈微红色。
当太阳接近地平线时，与太阳直接位于头顶时相比，它的光线会穿过更多的大气层到达地球表面。蓝色和绿色的光被散射得如此之好，以至于你几乎看不到它。相反，天空被红色和橙色的光染成彩色。
颜色在很多方面对我们来说意义重大。在我们整个有记录的历史中，了解颜色背后的科学并通过颜色艺术表达自己对于人类来说非常重要。当您决定明天早上穿什么颜色的衬衫时，请记住这一点。
丹尼尔·弗里德曼，科学、技术、工程、数学与管理学院院长，威斯康星大学斯托特分校
