為什麽天空是藍色的?
每當我們全家去海灘度假,我的女兒總會問我一個問題:“爸爸,為什麽天空是藍色的呀?”雖然在她小時候,我的物理學知識還非常薄弱,但是我已經完全能夠憑借已有的知識給她一個客觀、科學的答複了。但是,我的女兒畢竟隻有6歲多,她無法理解科學性的解釋,所以,為了讓她明白,我用我媽媽小時候回答我的方式回答了她的問題:“天空是藍色的,是因為它反射了海洋的顏色呀,親愛的。”在我看來,這個回答足以說服她。但是,我女兒聽到這句話後,立刻抬起頭來又問了另一個問題:“那為什麽不是海洋反射了天空的顏色呢,爸爸?”
除了雲彩、汙染和黑夜的特殊情況,天空始終是藍色的。如果是綠色或者紫色的天空,抑或像愛德華·蒙克的著名畫作《呐喊》的天空顏色都不是正常的顏色。
那麽,天空為什麽是藍色的?我們都知道太陽的光線是無色的,或者說是白色的。然而,天空的藍色恰好與白色的太陽光線有聯係。之前的章節中,我們已經提到過,白光就是所有可見光的集合(從能量最低、波長最長、頻率最低的紅光算起)。肉眼可以看見這個範圍的光線是適應和進化的結果。
在紅光之外,在電磁光譜上,還有紅外線(就是有體溫的生物身體中發出的光,很多夜視儀能夠探測到人體的紅外線)和無線電波(收音機發出的電波)。這些波的頻率比可見光波的頻率更低,產生的能量也更低。
在藍光之外,有紫外線(太陽光中含有大量紫外線,會使皮膚產生灼熱感)、伽馬射線(主要產生於核反應中,對人類有很大的危害作用,是超級英雄電影中不可或缺的元素)。這些光波的頻率比可見光波的頻率更高,因此能量更大。所有的光波中,人類隻能看見可見光,也就是從紅光到藍光這一段,其他的光波都是肉眼看不到的。還有很多時候,我們會聽到電磁輻射這個說法,電磁輻射是將電場和磁場中產生的震動效應延伸到了空間中。