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焦點信息:日出日落,五彩繽紛,奧秘究竟是什么?

時間:2023-01-22 13:45:15    來源:科普中國網(wǎng)    

來自小朋友的好奇:太陽怎么在日出日落時有這么多漂亮的顏色呢?

夕陽反射在暴風云上,反射光創(chuàng)造出一些粉紅色、紫色和橙色的陰影,富有生機活力


(資料圖片僅供參考)

(圖片來源:Jake Clark)

一位來自南澳大利亞甘比爾山的7歲小朋友艾絲琳(Aisling)提出了自己好奇已久的問題:

太陽是怎么在日出日落時創(chuàng)造出這么多漂亮的顏色呢?

你好,艾絲琳,我們很感謝你能提出如此有趣的問題!

我們都很喜歡欣賞日出日落時的絢麗色彩,可是大多數(shù)時候天空看起來都是藍色的,為什么會出現(xiàn)這種情況呢?

實際上,這一切是因為“光”,神奇的光其實是有顏色的,我們周圍的光,其實是世界上所有顏色的組合。你可能會提出質(zhì)疑:如果這是真的,為什么我們只能在特定的時間看到天空中的少數(shù)某些顏色而非所有呢?

所以,要深入思考這一點,我們要先知道,白天怎么樣變?yōu)楹谝埂?/p>

在澳大利亞,我們隨處可見美麗日落,需要的僅僅是一個合適的觀景點,天空就會被紅與橙點亮

(圖片來源:杰克克萊克)

地球在太空中起舞

我們可愛的地球,和她附近的其他七顆行星在太空中運動。她們既會在原地轉(zhuǎn)圈(自轉(zhuǎn)),又會繞著太陽轉(zhuǎn)更大的圈(公轉(zhuǎn))。

在澳大利亞日落時,意味著我們這一邊的地球正向遠離太陽的方向轉(zhuǎn)動;同理,日出時,我們就轉(zhuǎn)向太陽。

因此,夜晚,會發(fā)生在我們不面向太陽的時候;白天,會發(fā)生在旋轉(zhuǎn)至直面太陽的時候——所以,太陽的光線會迅速向我們直線傳播。

雖然難以通過觀察判斷光束大小,但是它們不同的,科學家們就用“波長”來測量太陽光束的大小。

而且,每種波長的光都有自己獨一無二的顏色。

地球被“外套”大氣層裹得嚴嚴實實

現(xiàn)在我們知道,白天亮和黑夜暗的原因了,而且知道了代表陽光不同大小的“波長”。

下一個謎團出現(xiàn)了:它又是怎么變成日出日落時呈現(xiàn)的絢麗色彩呢?

原因是,在地球的表面圍繞著一層非常重要的氣體,叫做“大氣層”。

地球的大氣層是很多微觀分子構(gòu)成的,另外,事實上許多東西都是由分子構(gòu)成,包括你我。

但是每個分子的體積都很小,甚至比一粒沙子都小得多的多,它們小到只能在顯微鏡下看到,我們?nèi)庋壑荒芸吹接?它們構(gòu)成的更大的物體。

如果你成為了國際空間站的宇航員,你一定要穿過地球的大氣層才能到達那里

(圖片來源: 國家航空宇宙航行局)

大氣層 與 光 是如何玩耍的呢?

當太陽光到達地球時,光會與地球大氣層中的分子相遇,然后它們會一起玩——來回反射。這就叫做“散射”。

光的波長越長,在其“耗盡氣力”從而返回太空前,它散射的時間就會越長。

比如,藍色光的波長比紅色光或粉紅色光的短——這意味著藍光只能在分子間進行“短距離”跳躍。

因此,在澳大利亞直面太陽的白天,能供光線通過的大氣層較少,藍光也很容易就能從另一邊射出,就會給我們一片藍天。

盡管天空和海洋都是澄澈的“藍”,但兩者原因不同。

(圖片來源:杰克克萊克)

日出日落的色彩斑斕

我們已經(jīng)知道地球的自轉(zhuǎn),也請記住澳大利亞日落時,我們不再正對著它,而是正在遠離地球旋轉(zhuǎn)。

所以這說明,陽光必須穿過更厚的大氣層才能到達地球——這會在日出時發(fā)生。

由于覆蓋長距離大氣層,藍色光會疲憊不堪,它無法堅持的時候,就會將大部分彈回太空。但紅橙黃色光的波長較長,這讓它們可以堅持更長的時間,從而穿過大氣層到達地球。

——這,也就是為什么我們能看到絢麗、明亮的日出與日落了。

BY:Nataliea Lowson

FY: Alina Zhu

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