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为什么中午的太阳是白色的,而在日出和日落的时候是红色的?

太阳是什么颜色的?在大多数情况下它看起来是偏红的,在太阳刚升起或快落下的时候红色更显眼。

很多人小时候都有过画太阳的经历,如果没猜错的话,我们给太阳涂的颜色不是红色就是黄色。

但现在我们知道,太阳除了红色,还有一种颜色是白色而不是黄色,红白两色在一天中“交替出现”。

当太阳刚出现在地平线上时,它通常是带有一点红色的,而当它慢慢升起时,红色开始慢慢消失。

等太阳达到天空中最高点时,它会发出耀眼的白光,如果不戴护目镜的话,我们是无法直视它的。

当一天将尽时,太阳便拖着“疲惫的身子”慢慢下山,这时候我们可以看到它全身呈现一种暗淡的红色。

那么,为什么太阳在日出日落的时候颜色偏红,而在中午的时候却是白色的呢?其实这跟大气层有关。

重要的大气层

地球大气层是地球通过地心引力捕获的一圈混合气体,是地球最外边的气体圈层,由空气、水蒸气和尘埃粒子组成。

这个气体保护层对地球起到了重要的保护作用,它为地球生命带来的好处几乎是不可枚举的。

比如,它通过为生物化学过程提供必要的氧气来以维持地球上几乎所有的生命形式,通过吸收来自太阳的有害射线来保护我们。

同时,它捕获并保留了来自太阳的热量,这使得地球有了有别于其他星球的适合生物生存的温度。

另外,它会通过与天外来物(比如陨石)剧烈摩擦而使其分解,进而降低可能带来的巨大危害。

除了为地球提供关键资源并保证地球生物的“生命安全”外,大气层还引起了一些有趣的现象。

例如空气的流动(即风)、天空的蓝色以及我们接下来要讲的――一天中不同时间太阳的各种颜色。

为什么太阳会呈现红色?

我们知道,太阳光本质上是各种不同频谱的电磁辐射的组合,“电磁辐射”这个词你肯定不陌生。

在我们生活中就有许多电磁辐射的例子,比如能使你看见这篇文章的可见光、用于智能手机和所有无线通信设备的无线电波、用于夜视仪和电视遥控器的红外线以及用于医疗和保健领域的X射线等。

如前所述,太阳光是由电磁辐射组成的,尽管太阳发出各种电磁辐射,但大部分的阳光只由可见光、红外线和紫外线组成。

在以前的科学课上我们可能看到过这样的话:阳光是白色的,因为它是彩虹的七种颜色的组合,每种颜色的波长都不相等。

当由不同波长的颜色组成的太阳光到达地球并照射到大气层时,大气层中的粒子会倾向于散射掉波长较短的光(蓝光和紫光),同时,让波长较长的光(红橙黄)通过。

由于来自太阳的红光比其他颜色的光更容易穿透大气层, 所以有时候我们会看到太阳是红色的。

为什么日出和日落尤其红?

不管是什么颜色的太阳光,只有进入观测者的眼睛后才能知道它的颜色,在这之前它必须穿越整个大气层。

当太阳升起和快落下的时候,它跟我们的距离是最远的,类似于对角线,因此阳光要穿越的大气层距离也是最长的。

穿越的大气层距离越长,遇到的粒子也就越多,被散射的光也就越多,结合上面所说,最后剩余的红光最多。

顺便说一下,由于波长较短的蓝光被大量的散射到天空,因此天空就呈现出了我们所看到的蓝色。

为什么中午太阳看起来是白色的?

与上面所说的类似,当太阳位于我们的头顶,即当地天空的最高点时,它跟观测者的距离是最近的。

距离最近意味着太阳光要穿越的大气层也是最短的,这时候它所撞到的大气层中的例子就不那么多了。

因此,只有一小部分的太阳光被散射,而更多的太阳光是直射下来的,直射下来的当然就是最原始的太阳光。

当七种不同的颜色都以几乎相等的强度到达我们的眼睛时,我们就看到了耀眼的白色。

最后

太阳的颜色变化背后的原理就是这样,不过,让我们再延伸一下另一个问题:紫光比蓝光波长更短更容易被散射,为什么天空不是紫色的呢?

有两个原因,一是太阳光中的蓝光的“浓度”更大,二是我们的眼睛对蓝光更敏感,双重作用下,我们看到了蓝色的天空。